Una investigación del Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes (CEGA) de la Universidad de Chile, publicada en la revista Communications Earth & Environment, propone un modelo geocientista para fomentar la exploración geotérmica de alta entalpía en el sur de nuestro país.
Actualmente, la geotermia representa el 0,2% de la matriz energética nacional, por lo que los resultados de este trabajo representan una contribución al desarrollo y fomento de la industria y generación eléctrica basada en el calor de la Tierra. Por otra parte, si bien el estudio comprende el análisis de áreas volcánicas del sur de Chile, el modelo podría ser aplicado en otras zonas del mundo, sobre todo en aquellas con arcos volcánicos con los que existen grandes similitudes, como Japón, Indonesia y Alaska.
La clave: cámaras magmáticas a baja profundidad
Tomando como punto de partida una serie de fuentes bibliográficas vinculadas a sismología y geología estructural de la Zona Volcánica Sur Andina (SVZ, territorio que corre por el centro-sur de Chile, entre los 33°-46° de latitud sur, caracterizado por contener algunos de nuestros volcanes más activos), el grupo de investigación realizó expediciones en terreno, usó modelos físico-matemáticos y aplicó simulaciones para categorizar los volcanes de Chile según sus patrones de comportamiento.
"Uno de los grandes quebraderos de cabeza de la vulcanología es la detección de patrones. Los volcanes son estructuras rebeldes, cada uno con sus propias huellas, marcadores y señales, lo que los transforma en estructuras geológicas difíciles de estudiar. En este contexto, el uso de categorías es algo complejo, pero -al mismo tiempo- necesario", dice el Dr. Nicolás Pérez, investigador del Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes (CEGA) y autor principal del estudio.
Del grupo de tres patrones descritos en el paper (tipo A, tipo B y tipo C), los volcanes o complejos volcánicos tipo B presentarían el mejor potencial para la exploración geotérmica de alta entalpía, lo que significa que cuentan con las mejores condiciones geológicas y físicas para el aprovechamiento del calor de la tierra de forma directa y como una posible fuente de generación eléctrica. Dentro de la categoría tipo B se incluyen los complejos volcánicos San Pedro-Tatara (Región del Maule), Puyehue-Cordón Caulle (Los Ríos y Los Lagos) y los volcanes Copahue (Biobío), Caviahue (Biobío), Tinguiririca (O’higgins), Tolhuaca (Araucanía) y Mentolat (Aysén).
Todos ellos se caracterizan por presentar una cámara magmática a baja profundidad (menos de 10 km), es decir, en zonas frágiles de la corteza terrestre, lo que favorecería la circulación de fluidos magmáticos e hidrotermales en el subsuelo, así como la irradiación de calor en las zonas circundantes. "Las presiones necesarias para generar fracturas o canales que permitan la circulación de fluidos calientes son las más bajas en los volcanes tipo B, por lo que son buenos candidatos para la producción geotérmica", dice el Dr. Pérez.
"La mayor tasa de inyección de magma, junto con la posible zona de almacenamiento de magma ubicada en la corteza superior, probablemente crearía un volumen calentado en la corteza cerca de los volcanes tipo B y, por lo tanto, las proximidades de estos volcanes podrían representar objetivos geotérmicos ideales", plantea el trabajo.
El equipo de investigadores advierte, de todas formas, que los resultados se presentan en base a la información disponible a la fecha. "Estos 5 complejos volcánicos tipo B son un punto de partida, ya que existen muchos volcanes que no tienen datos para clasificarse en algún tipo, o los datos existentes tiene sesgos temporales o espaciales. Por lo tanto, todo indica que, con el paso del tiempo, más volcanes tipo B aparecerán", señala el Dr. Pérez.
Respecto a los otros tipos, la actividad volcánica de «tipo A» está originada por las tensiones producidas en el contacto entre las placas de Nazca y Sudamericana. Los volcanes «tipo C», en tanto, podrían tener relación con fallas antiguas oblicuas al arco, y generan un particular interés, ya que son los volcanes más activos según los registros históricos. Más del 90% de las erupciones históricas registradas en los últimos 300 años han ocurrido en este tipo de volcanes.
Contexto e implicancias de la investigación
El estudio publicado en Communications Earth & Environment se ubica en la intersección entre la ciencia básica y la ciencia aplicada y responde a una necesidad muy concreta: Aunque el calor de los volcanes ofrece una importante alternativa para la generación eléctrica, los altos montos de inversión en la etapa de exploración terminan siendo una barrera para el desarrollo de proyectos de esta naturaleza. En esta línea, justamente, el trabajo podría ser útil para disminuir los riesgos financieros en etapas tempranas de exploración y acotar zonas de búsqueda de reservorios geotérmicos de este tipo.
El riesgo financiero de la prospección geotérmica ha dificultado su desarrollo en Chile. A pesar del enorme potencial de nuestro subsuelo (3.000 MW, según estimaciones del Ministerio de Energía), el sistema eléctrico nacional cuenta solo con una planta eléctrica que opera en base a geotermia: Cerro Pabellón (Enel Green Power), con una capacidad instalada de 82 MW, que representa un 0,2% de la matriz energética del país.
Esta investigación fue publicada en la revista de alto impacto Nature Communications Earth & Environment precisamente por sus alcances globales. "Estos patrones de tensión se han observado en otros arcos volcánicos del mundo, lo que sugiere que ellos no se limitan a la Zona Volcánica del Sur de Chile", indica textualmente el estudio. El patrón tipo A, por ejemplo, ha sido descrito también en los arcos volcánicos de las Aleutianas-Alaska (Estados Unidos), la isla de Honshu (Japón) y Java (Indonesia) .
"Existen pocos estudios sobre régimen de stress regionales en arcos volcánicos a lo largo del mundo", dice el Dr. Pérez. "Estos estudios son importantes no solo por sus implicancias en Chile, sino también porque estos modelos podrían ser utilizados en otras partes del mundo", concluye el autor principal de esta publicación.
Zona Volcánica Sur Andina
La Zona Volcánica Sur Andina (SVZ) es un territorio que corre por el centro-sur de Chile entre los 33°-46° de latitud sur, que se caracteriza por contener algunos de los volcanes más activos de Chile: Nevados de Chillán, Copahue, Lonquimay, Llaima, Villarrica, Chaitén y Hudson, entre otros. Aunque la SVZ y sus volcanes están bien descritos en la literatura, poco se sabe sobre lo que ocurre debajo de ellos: cómo fluyen los magmas, qué tipos de tensión están acumulando y cuáles son los procesos tectónicos subyacentes que gobiernan sus movimientos.