El proyecto de demostración de Quaise Energy en Texas presenta su sistema perforación avanzada
Quaise Energy demostró su avanzada tecnología de perforación en Texas, un paso más hacia la energía geotérmica limpia global.
Quaise Energy ha alcanzado un hito significativo en su misión de aprovechar la energía geotérmica a nivel mundial. Al demostrar su avanzada tecnología de perforación en una plataforma petrolera a gran escala en Texas, la compañía busca liberar recursos geotérmicos ultracalientes y superprofundos como una fuente de energía limpia y confiable. A continuación, un análisis más detallado de la demostración y los próximos pasos en la trayectoria de Quaise.
La compañía, fundada hace tan solo siete años, está en camino de demostrar que la energía geotérmica limpia y renovable podría abastecer al mundo, según Carlos Araque, director ejecutivo y cofundador de Quaise.
“La energía geotérmica está disponible en todas partes a gran escala”, afirmó Araque. “Si consideramos todas las energías fósiles, nucleares y renovables combinadas, no representan ni la millonésima parte de las reservas térmicas de energía” bajo la superficie terrestre. “Es asombroso, y para obtenerlo, solo tenemos que descender entre tres y doce kilómetros. Así de cerca estamos de la energía limpia infinita, sin importar en qué parte del mundo nos encontremos”.
Araque participó el 21 de mayo en la primera demostración de la tecnología de perforación de la compañía en una plataforma petrolera a gran escala propiedad de Nabors, una de las compañías de perforación de petróleo y gas más grandes del mundo. Entre los aproximadamente 50 asistentes, entre los que se encontraban periodistas, posibles inversores e incluso posibles clientes de Quaise, se encontraba William Restrepo, director financiero de Nabors y miembro de la junta directiva de Quaise. También estuvo presente Lauren Boyd, directora de la Oficina de Tecnologías Geotérmicas del Departamento de Energía de EE. UU. (Geothermal Technologies Office at the U.S. Department of Energy).
Supercaliente, Superprofundo
La energía geotérmica (el calor bajo nuestros pies) existe desde hace mucho tiempo, pero apenas contribuye a la matriz energética actual. “Esto se debe a que el verdadero recurso geotérmico, el que importa, es poco accesible. Acceder a él está fuera del alcance económico de las herramientas convencionales de petróleo y gas”, afirmó Araque.
La veta madre (mother lode) de la energía geotérmica se encuentra a unos 3 a 19 kilómetros bajo la superficie terrestre, donde la roca está tan caliente que si se pudiera bombear agua a la zona, se volvería supercrítica, una fase similar al vapor con la que la mayoría de la gente no está familiarizada. (Las fases conocidas son el agua líquida, el hielo y el vapor que forma las nubes). El agua supercrítica, a su vez, puede transportar de 5 a 10 veces más energía que el agua caliente convencional, lo que la convierte en una fuente de energía extremadamente eficiente si se pudiera bombear a la superficie hasta turbinas que la convirtieran en electricidad.
Hoy en día no podemos acceder a estos recursos, excepto en lugares como Islandia, donde se encuentran relativamente cerca de la superficie. El principal problema: no podemos perforar lo suficientemente profundo. Las perforadoras que utilizan las industrias del petróleo y el gas no pueden soportar las formidables temperaturas y presiones que se encuentran a kilómetros de profundidad sin encarecerse exponencialmente con la profundidad.
Quaise está trabajando para reemplazar las brocas convencionales que rompen mecánicamente la roca con energía de ondas milimétricas (similares a los microondas con los que muchos cocinamos). Esas ondas milimétricas literalmente derriten y vaporizan la roca para crear agujeros cada vez más profundos.
Progreso constante
La demostración de mayo en las instalaciones de Nabors es solo la última de muchas en lo que Araque llama un ambicioso cronograma para probar la tecnología. El objetivo final, afirmó, es proporcionar una fuente de energía renovable comparable a la del petróleo y el gas. “Esta no es una empresa creada para desarrollar un ingenioso dispositivo de perforación. Nuestro objetivo es convertirnos en un desarrollador geotérmico. Nuestro producto no es una broca. Nuestro producto es calor y energía limpios, abundantes, fiables y asequibles a escala mundial”, declaró Araque.
La técnica general del método de perforación Quaise se desarrolló en el MIT durante unos 15 años. Allí, los científicos demostraron que las ondas milimétricas podían perforar un agujero en basalto (el basalto y el granito constituyen la mayor parte de la roca a gran profundidad). Esto fue prometedor en parte porque el girotrón que produce la energía de las ondas milimétricas no es nuevo. Se ha utilizado durante unos 70 años en la investigación de la fusión nuclear como fuente de energía.
Quaise ha estado desarrollando la técnica para perforar pozos cada vez más profundos. Los pozos perforados en el MIT tenían dos pulgadas de diámetro por dos pulgadas de profundidad. A principios de este año, en el exterior del laboratorio de Quaise en Houston, los ingenieros lograron perforar un pozo de cuatro pulgadas de diámetro y 10 pies de profundidad (ver video).
Andrés Calabressi, Jefe de Manufactura de Quaise, dirigió la demostración de Quaise con un micrófono para comunicarse por encima del ruido constante del potente equipo. Explicó que, a partir de marzo, la compañía bajó columnas de granito de aproximadamente nueve pulgadas de diámetro en un pozo perforado convencionalmente debajo de la plataforma. Juntas, esas columnas formaron un núcleo de unos 80 pies de largo que se encuentra dentro de una carcasa metálica. Esta última está equipada con puertos para monitorear parámetros como el calor y la presión, datos que permiten al equipo probar fórmulas para una perforación óptima.
Los ingenieros de Quaise integraron la tecnología de ondas milimétricas en la plataforma (millimeter-wave technology). En la demostración del 21 de mayo, aplicaron ondas milimétricas a la columna de granito, profundizando hasta tres metros un pozo de cuatro pulgadas de diámetro que ya habían perforado. (La semana siguiente, el equipo perforó con éxito hasta los 9 metros por primera vez; el próximo objetivo en esta fase del trabajo es alcanzar los 12 metros).
Durante la demostración, Calabressi contó con tres grandes pantallas planas que mostraban diferentes dimensiones de la obra. Una registraba parámetros clave como la temperatura de la roca, mientras que otra mostraba un primer plano en video de las ondas milimétricas fundiendo la roca. (Este último se había tomado previamente en el laboratorio de Quaise, ya que esas interacciones no eran visibles en la plataforma Nabors).
Araque señaló que la demostración era “a escala real en tamaño, pero no en potencia”. El girotrón utilizado producía 100 kilovatios de potencia. “Eso representa una décima parte de la energía que será comercialmente relevante y equivale aproximadamente a la potencia del automóvil que condujo a esta demostración”.
El próximo mes, Quaise espera la entrega de un girotrón mucho más grande, capaz de producir un megavatio de energía. “Eso es comercialmente relevante. Nuestro objetivo es implementarlo en el campo en los próximos dos años”, afirmó Araque.
Mientras tanto, la compañía se prepara para otra demostración prevista para julio en Marble Falls, Texas. Allí, el equipo pretende perforar múltiples pozos de 130 metros (unos 425 pies) de profundidad en un afloramiento de granito real por primera vez. Henry Phan, vicepresidente de Ingeniería de Quaise, explicó que la plataforma de Marble Falls será más pequeña, “lo que nos permitirá ser más ágiles al movernos de un pozo a otro”.
Avances adicionales
Quaise también ha estado abordando otros desafíos científicos y de ingeniería asociados con la extracción de energía de roca supercaliente y a gran profundidad. Trenton Cladouhos, vicepresidente de desarrollo de recursos geotérmicos en Quaise, describió varios de estos desafíos y los avances para resolverlos en una charla el día antes de la demostración de Quaise en un reciente evento geotérmico en Houston.
Cladouhos afirmó que Quaise está trabajando con proveedores y universidades para impulsarlos a considerar temperaturas cada vez más altas. Por ejemplo, el año pasado, un equipo de la Escuela Politécnica Federal de Lausana presentó nuevos hallazgos sobre lo que sucede cuando rocas supercalientes y muy profundas se exponen al agua, lo que eventualmente puede transferir el calor de las rocas a la superficie. El trabajo, financiado en parte por Quaise, se publicó en la revista Nature Communications y confirmó trabajos de modelado previos, también respaldados por Quaise.
Además, Cladouhos señaló que Quaise cuenta con un ingeniero interno que ha estado trabajando en el diseño de centrales geotérmicas supercalientes. A principios de este año, el ingeniero mecánico sénior Daniel Dichter presentó sus hallazgos en este sentido en dos artículos.
Hacia el Futuro
Araque concluyó su presentación en la demostración describiendo el plan de la compañía para desarrollar un recurso geotérmico supercaliente y superprofundo disponible en todo el mundo. Este plan implica dividir el mundo en tres niveles según el gradiente geotérmico, es decir, la proximidad del recurso a la superficie. El Nivel 1, por ejemplo, se centrará en roca supercaliente relativamente accesible. Esto significa que la primera central eléctrica de Quaise probablemente se ubicará en el oeste de Estados Unidos, quizás cerca del volcán Newberry en Oregón. Newberry tiene una larga trayectoria en exploración geotérmica.
Aunque aún falta mucho, los sitios de Nivel III, que implicarán perforaciones de hasta 19 kilómetros de profundidad, “son la clave para convertir la energía geotérmica supercaliente en una fuente de energía verdaderamente global”, según este video de Quaise. “Los sitios de Nivel III podrían proporcionar energía a más del 90% de la humanidad”.
Equipo Supercaliente
Araque describió el objetivo de Quaise de liberar energía supercaliente y superprofunda para el mundo como “un proyecto ambicioso. Pero no es un proyecto ambicioso”. Las personas que trabajan para “ser pioneras en este enfoque transformador hacia la energía limpia” provienen de carreras en petróleo, gas, fisión nuclear y fusión nuclear, y todas tienen un historial de logros.
Por ejemplo, varias participaron en la invención y el desarrollo de Manara, una solución de producción y gestión de yacimientos desarrollada en Schlumberger para aumentar sustancialmente la recuperación de petróleo de sistemas de producción complejos. Entre ellas, los miembros del equipo de Quaise poseen varias patentes.
“Así que confío en que juntos podemos lograrlo”, concluye Araque.
Fuente de referencia vía nuestra plataforma global ThinkGeoEnergy / Artículo compartido por Elizabeth A. Thomson, corresponsal de Quaise Energy.