México ocupa actualmente el cuarto nivel a nivel mundial en lo que se refiere a generación de energía geoeléctrica con cerca de 1,000 MW, lo cual sirve para satisfacer apenas un 2-3 % de la producción de electricidad a nivel nacional. Las estimaciones sobre el potencial geotérmico del país son muy variables (Hiriart, 2011), oscilando de entre 4,000 (Alonso, 1975) hasta 45,000 MW (Mercado et al., 1985), aunque más recientemente se ha propuesto una estimación de cerca de 10,000 MW (Ordaz et al., 2011). Estas estimaciones reflejan una fuerte incertidumbre acerca de las posibilidades reales de este recurso renovable a futuro y son una clara muestra del aún escaso conocimiento que se tiene acerca de los recursos geotérmicos existentes, de sus posibilidades de crecimiento y de las capacidades estimadas de nuevos prospectos a futuro, lo cual puede ser atribuído en parte a una inadecuada y prácticamente inexistente política de exploración geotérmica en el país hoy en día.
Cabe mencionar que una buena parte de los recursos geotérmicos de nuestro país está asociada a complejos volcánicos activos o con actividad geológicamente reciente, algunos ellos están asociados a domos volcánicos o a volcanes grandes dimensiones conocidos como calderas volcánicas. En estos volcanes la formación de un yacimiento geotérmico está asociada a la presencia activa de una fuente de calor, la cámara magmática residual, y un sistema hidrotermal durante un largo periodo de tiempo después de la formación de la caldera, lo que permite la circulación de fluidos hidrotermales que conllevan al sellado e impermeabilización de todo el sistema, favoreciendo así el establecimiento de complejos geotérmicos en su interior. Las condiciones particulares que permiten formar un yacimiento geotérmico están intimamente ligadas al sistema magmático y los procesos eruptivos que se manifiestan a través de complejos volcánicos silícicos. Es importante entonces conocer con detalle la estructura interna de esos volcanes, el origen de los fluidos geotérmicos y las estructuras que facilitan su transporte a la superficie terrestre.
Existe una diversidad de estudios y publicaciones sobre diferentes aspectos relacionados con el campo volcánico y geotérmico de Los Humeros, muchos de ellos reflejados en informes inéditos llevados a cabo por la Gerencia de Proyectos Geotermoeléctricos de la Comisión Federal de Electricidad. Sin embargo, la mayoría de ellos datan de los años 80`s y principios de los 90´s, y son la base de los modelos existentes en la actualidad, que es evidente requieren ser actualizados por estudios que incorporen las nuevas tecnologías y métodos, a fin de refinar las interpretaciones hasta ahora planteadas, esto incluye tanto a estudios geoquímicos, como geofísicos y geológicos. La resolución mejorada de los nuevos instrumentos proporcionará mayor precisión y calidad de los resultados, lo cual hará una gran diferencia en la aplicación de la ciencia a la exploración geotérmica.
Por lo que respecta a los estudios geológicos, la geología regional de la caldera de Los Humeros y áreas circundantes ha sido estudiada por diversos autores en estudios tanto a nivel regional (Negendank et al., 1985) como local, en donde se destacan los trabajos realizados los trabajos pioneros de Pérez-Reynoso (1979) y Yañez y García (1982) para la Comisión Federal de Electricidad (CFE), así como por Ferríz y Mahood (1984, 1987), quienes proponen la evolución general del complejo volcánico, basados en fechamientos radiométricos e información petrológica. Asimismo, existen numerosos reportes internos que proporcionan una documentación mas detallada de las estructuras (González-Morán y Suro, 1982) o la cartografía geológica de la caldera, a diferentes escalas, sobresaliendo los trabajos de De la Cruz (1983) y López (1995), siendo en éste último trabajo en donde se realiza una compilación cartográfica de la caldera y sus alrededores. Existen otras publicaciones más detalladas sobre el origen de la caldera han sido presentados más recientemente (Carrasco-Núñez y Branney, 2005; Carrasco-Núñez et al., 2002), en tanto que la geología del subsuelo ha sido descrita por Cedillo et al. (1994).
Existen numerosos estudios geoquímicos que documentan diferentes aspectos del campo (Verma and López, 1982; Verma, 1983; Verma, 1984; Verma et al., 1990; Tello-Hinojosa, 1992; Verma, 2000; Martínez-Serrano, 2002; Bienkowski et al., 2005) así com también algunos de tipo geofísico (Flores et al., 1978; Campos et al., 1992), o bien de tipo geohidrológico (González–Partida et al., 2001, Cedillo, 2000) o relacionado con el flujo térmico (Prol and González-Morán, 1982). A pesar de todas estas investigaciones, es evidente que los modelos evolutivos propuestos para la caldera de Los Humeros necesitan ser revisados, dada la complejidad structural y petrológica que presenta.
Un aspecto adicional que debe ser considerado es que tan reciente ha sido la actividad volcánica de Los Humeros, ya que algunas evidencias sugieren que es más reciente de lo que se ha reportado, lo cual hace necesario que se haga una evaluación del potencial de riesgo volcánico que pueda existir a futuro, aspecto que sera también considerado en este proyecto.
A pesar de la gran diversidad de estudios realizados en La caldera de Los Humeros, existe aún hoy en día un pobre conocimiento de su estructura y evolución geológica, debido a que la mayor parte de los trabajos publicados hasta la fecha no reportan descripciones detalladas sobre las secuencias piroclásticas que caracterizan las fases explosivas de la caldera, en donde se encuentra gran parte de la historia eruptiva de la caldera, y su relación con la historia magmática y el origen y la formación del yacimiento geotérmico. La escasez de este tipo de investigaciones conduce a un conocimiento incompleto y parcial de su evolución, lo que se traduce en un conocimiento pobre sobre su estructura interna, el funcionamiento del sistema magmático, y por ende, del sistema geotérmico asociado y como funcionará a futuro.
Justificación
La búsqueda de fuentes alternativas de energía motivada por el advenimiento de la crisis energética mundial, crea perspectivas interesantes para el fortalecimiento de fuentes renovables como la geotermia, que en México representa apenas entre el 2-3 % de la generación de energía eléctrica del país. La exploración geotérmica es uno de los rubros más importantes para el desarrollo de la Geotermia como fuente alternativa de energía, ya que de ella depende la identificación de áreas favorables para la selección de los sitios más adecuados para la perforación de pozos geotérmicos, encaminados a la explotación eficiente de este recurso energético. El grupo de investigadores del CGEO, y de otras instituciones académicas, se especializa en diversos campos de las geociencias que son estratégicos para la exploración, conjuntando las áreas geológicas, geoquímicas y geofísicas. La implementación de nuevos métodos de investigación aunados a los avances tecnológicos en materia analítica, permiten hoy en día proponer nuevas estrategias de exploración geotérmica que representan una innovación, de tal manera que se puede considerar que responden a las demandas de este proyecto.
Esta propuesta contempla un programa completo de exploración geotérmica en un área conocida, con lo cual será posible caracterizar de una manera integral al yacimiento geotérmico, incluyendo algunos aspectos relevantes como son: la naturaleza de las fuentes primarias de calor, su composición, estructura y evolución con el tiempo, las propiedades de los fluidos y su interacción con la roca encajonante, la estructura física del yacimiento en su conjunto, la permeabilidad para facilitar su ascenso a la superficie, etc.
En lo particular consideramos que muchos de estos parámetros no parecen ser adecuadamente determinados ya que deben estar soportados por modelos geológicos robustos, lo cual suele ser en general una de las mayores debilidades en la integración del modelo conceptual del yacimiento, que tiende dar más peso a los métodos geoquímicos y geofísicos convencionales. Al revisar las metodologías empleadas en trabajos exploratorios, se observa la carencia de aplicación de metodologías y conceptos modernos de vulcanología, que inciden en una incompleta e imprecisa determinación de ciertos parámetros críticos, información que al conjuntarse con la derivada de las áreas geoquímicas y geofísicas, se llega a traducir en resultados no siempre exitosos, que quizás no hayan considerado tantos éstas como otras metodologías de reciente aplicación, como es el propósito de este proyecto. Para ello se propone el desarrollo de un proyecto demostrativo, seleccionando para ello al campo volcánico de Los Humeros, actualmente en explotación, el cual se considera como un sitio estratégico para probar como el adecuado empleo de las metodologías propuestas puede generar resultados de mayor calidad y precisión que redunden en una optimización de los procedimientos utilizados para la prospección geotérmica, con la posibilidad de poder extrapolarlos a otros prospectos a futuro.
