El uso de hidrocarburos y gas natural ha impulsado la creación de nuevas tecnologías. No obstante, ha causado serios problemas ambientales, el incremento de la temperatura alrededor del mundo es un ejemplo de ello. Una de las formas para resolver esta problemática, es buscar nuevas fuentes de energía limpia, como la energía solar, eólica y la geotérmica. 

La geotérmica puede extraer energía del calor interno de la Tierra. En la superficie puede manifestarse en forma de volcanes, fumarolas, geiseres y aguas termales. La extracción se debe hacer por medio de la circulación de fluidos calientes a través de turbinas para generar energía. Estas manifestaciones hidrotermales pueden ser encontradas en el piso oceánico en la forma de extensos campos de chimeneas hidrotermales.

Acercamiento de la toma de temperatura sobre el flujo de una chimenea hidrotermal.

En el fondo marino y a más de 2000 metros de profundidad, existen fracturas en el piso oceánico a través de las cuales fluye agua a muy alta temperatura y extremadamente rica en minerales; formando lo que se conoce como chimeneas hidrotermales. En ellas, se hospedan colonias de organismos y bacterias muy especializadas en estos ambientes que se alimentan de las sustancias químicas disueltas en los fluidos que emiten las chimeneas.

Los campos de fuentes hidrotermales en la cuenca Pescadero fueron descubiertos recientemente en las expediciones científicas realizadas en el 2012 y 2015. La biodiversidad y la química de fluidos y minerales en estos campos difiere de lo registrado en otros campos hidrotermales estudiados en otras partes del mundo.

Con el fin de conocer y realizar diferentes estudios de esta región, el pasado mes de noviembre se realizó una expedición científica a bordo del buque oceanográfico R/V Falkor propiedad del Schimidt Ocean Institute, quienes en colaboración con el Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI), la Universidad de California en Davis, CICESE y la UABC organizaron una campaña oceanográfica multidisciplinaria. Liderando el equipo de flujo de calor, estuvieron a bordo Raquel Negrete investigadora en la División de Ciencias de la Tierra (Cátedra CONACYT) y Florian Neuman posdoctorante en la misma división.

Dra. Raquel Negrete y Dr. Florian Neumann, del grupo de Flujo de Calor del CICESE, a bordo del R/V Falkor posan  junto al vehículo de operación remota (ROV) “SuBastian”

El objetivo principal fue cartografiar a detalle la zona sur de la cuenca Pescadero, a través de la combinación de diferentes técnicas de mapeo. La mayoría de los sitios hidrotermales en el Golfo de California están de 2000 a 2500 metros de profundidad, pero los campos de Pescadero se encuentran a más de 3500 metros.

Durante la expedición se cubrieron tres áreas: batimetría, enfocado en la cartografía de la zona; biología y microbiología, donde se tomaron muestras de animales y plantas de las colonias de las chimeneas hidrotermales, así como mediciones de flujo de calor, que se enfocan en el estado térmico general de la cuenca.

Esta expedición fue parte de un proyecto dentro del Centro Mexicano de Innovación de Energía Geotérmica (CEMIE-Geo) cuyo objetivo principal es la evaluación del potencial geotérmico de las cuencas del Golfo de California. Este proyecto se diseñó para visitar las cuencas más importantes del Golfo de California y realizar mediciones de flujo de calor con el fin de saber cuáles son las cuencas con mayor potencial para su explotación geotérmica.

Se denomina calor a la energía en tránsito que se reconoce solo cuando se cruza la frontera de un sistema termodinámico. El término flujo de calor, por tanto, se debe entender como la transferencia de calor y solo ocurre cuando hay diferencia de temperatura entre los sistemas. Para el caso de una cuenca sedimentaria, las mediciones de flujo de calor se calculan utilizando las propiedades físicas del medio (por ejemplo: la conductividad y la difusividad térmica y el calor especifico) y el gradiente de temperatura.

Una vez que se conoce el flujo de calor en distintos puntos es posible caracterizar el estado térmico de la cuenca y tener una idea general de donde está más caliente y donde más frío.

Acercamiento del costado del Vehículo de Operación Remota y a la sonda de flujo de calor de 60 cm con la que se hicieron las mediciones.

En esta expedición las mediciones se realizaron con una sonda de flujo de calor de 60 cm adaptada a un costado del vehículo de operación remota (ROV) SuBastian. La medición sistemática de perfiles de flujo de calor perpendiculares a los campos de chimeneas hidrotermales permite la caracterización térmica de la zona y ayudará a identificar las fuentes y los procesos que originan estos campos hidrotermales.

La posibilidad de extraer energía del fondo del océano es factible por el momento. Primero se debe tener un conocimiento de la cantidad de energía que es liberada por las chimeneas hidrotermales y la naturaleza de su sistema de “plomería”. También se debe evaluar el impacto de extracción de calor en nichos ecológicos que florecen a su alrededor. Ese es precisamente parte del trabajo que se realizó a bordo del R/V Falkor.

Los científicos mexicanos tuvieron una participación importante antes y durante la expedición, ya que estuvieron involucrados en la preparación del viaje para que se pudieran conseguir los permisos con la Secretaría de Marina y la Secretaría de Relaciones Exteriores, y durante la expedición colaborando activamente con interés.

“Es importante recalcar que éstas son las primeras mediciones sistemáticas de flujo de calor jamás reportadas en la zona. Tenemos en nuestras manos la base de datos de flujo de calor que sentará las bases para los primeros modelos térmicos de esta cuenca y sus campos de chimeneas hidrotermales” comentó Raquel Negrete.

La combinación de las mediciones de flujo de calor con los datos de batimetría, análisis de sedimentos y la geoquímica de agua y gases, permitirá el estudio de la evolución de cuencas.

Palabras clave: Raquel Negrete, flujo de calor, geotermia