Simulación Computacional de una Cámara de Magma Como Fuente de Calor para la Explotación de Energía Geotérmica Mediante un Ciclo Rankine Orgánico

Abstract

Se propone un modelo matemático bidimensional y simulaciones computacionales para estudiar el enfriamiento de una cámara de magma y su efecto sobre la roca huésped teniendo en cuenta el cambio de fase del magma al interior de la cámara. El modelo se basa en la ley de conservación de la energía y una aproximación de volúmenes finitos. Esto último, tienen como finalidad ubicar zonas geotermales que puedan ser utilizadas de manera eficiente para la explotación de la energía geotérmica a través de un ciclo Rankine orgánico (ORC) básico. Para encontrar las condiciones óptimas del de operación del ciclo se realiza un análisis grafico basado en la primera, y segunda ley de la termodinámica, la salida de trabajo neto, el flujo masico y temperatura de entrada y salida del fluido geotermal (salmuera) y el fluido de trabajo. Para lo anterior se considera una serie de hidrocarburos como fluidos de trabajo. Los resultados muestran que el iso-butano y el butano son los fluidos de trabajo optimo para un rango de temperatura de fluido geotermal menor a 160 °C.