Tipuri de surse geotermale (Sisteme geotermale)

Se disting patru categorii de surse geotermale:

A) Surse hidrotermale

Aceste surse se bazeaza pe circulatia apelor meteorice (de suprafata) care se infiltreaza in scoarta Pamantului pana la adancimi cuprinse in intervalul 100 m - 4,5 km (vezi Figura 2). Circulatia este asigurata in mod natural pe baza diferentei dintre densitatea apei reci, respectiv a apei fierbinti sau a vaporilor de apa.

Fig. 2 Sectiune simplificata printr-o sursa hidrotermala

(Sursa : Boyle, 1998).

O sursa hidrotermala necesita trei elemente principale:

• sursa de caldura ;
• un rezervor de apa alimentat cu apa de suprafata ;
• un strat de roci impermeabile care sa sustina rezervorul de apa.

In mod uzual o sursa hidrotermala este exploatata prin executarea unor foraje pana la rezervorul de apa si extragerea apei fierbinti sau a vaporilor de apa. Apa din rezervor poate ajunge la suprafata si prin mijloace naturale cum ar fi izvoarele calde (fumarolele si gheizerele).

Din punct de vedere al nivelului termic se disting :

• Surse hidrotermale de inalta temperatura (temperaturi cuprinse in intervalul 180 - 350 C): incalzirea apei se datoreaza contactului cu roci fierbinti.
• Surse hidrotermale de joasa temperatura (< 180 C): incalzirea apei se realizeaza prin contactul cu roci fierbinti, dar si datorita altor cauze cum ar fi fisiunea unor substante radioactive.

In functie de starea de agregare a apei din rezervorul hidrotermal se intalnesc urmatoarele situatii:

• Rezervoare in care apa se gaseste predominant sub forma lichida;
• Rezervoare in care apa se gaseste predominant sub forma de vapori.

Sursele hidrotermale sunt cvasi-regenerabile. O exploatare nerationala a acestora poate conduce la diminuarea potentialului rezervoarelor subterane de apa.

B) Surse sub presiune

Apa continuta in aceste rezervoare are salinitate scazuta si in compozitia sa se gaseste metan dizolvat. Apa si metanul sunt tinute captive de straturi de roci impermeabile in rezervoare existente la mari adancimi (3 - 6 km) caracterizate prin valori deosebit de ridicate ale presiunii. Temperatura apei se situeaza in general in intervalul 90 - 200 C.

Sursa geotermala sub presiune se caracterizeaza prin trei forme de energie :

• Caldura ;
• Energie chimica datorata gazului metan dizolvat in apa ;
• Energie hidraulica (intr-o mai mica masura) datorata presiunii existente in rezervor.

Sistemele geopresurizate pot fi exploatate atat termic, cat si hidraulic. Cele mai importante surse geotermale sub presiune au fost descoperite in partea nordica a Golfului Mexic.

C) Roci fierbinti

Acest tip de sursa consta din straturi de roci fierbinti existente in scoarta terestra. Spre deosebire de sursele hidotermale in acest caz nu exista rezervoare subterane de apa sau posibilitati de infiltrare a apelor de suprafata.

Exploatarea se realizeaza prin forare. In zona rocilor fierbinti, se pompeaza apa rece in scopul constiturii unui rezervor. Apa preia caldura de la roci si este adusa ulterior la suprafata printr-un put de extractie.

Tinand cont de aceste aspecte, aceasta resursa este practic nelimitata si este mai accesibila decat resursele hidrotermale. Pana in prezent se mentioneaza preocupari in acest sens in Marea Britanie si in Statele Unite.

D) Magma

Magma reprezinta cea mai mare resursa geotermala, fiind formata din roci topite situate la adancimi mai mari de 3 - 10 km. Temperatura magmei se situeza in general in intervalul 700 - 1200 C. Nu au fost realizate cercetari privind utilizarea acestei resurse, in principal si datorita accesului anevoios la adancimile la care se gaseste magma.