4.Estimación linea base

Tecnologías de lucha
contra el cambio
climático: Almacenamiento
geológico de CO2

Almacenamiento Geológico
de CO2
Luis Felipe Mazadiego Martínez
Marcelo F. Ortega Romero

3. Establecimiento de Línea
Base. Caso Práctico
Luis Felipe Mazadiego Martínez
Marcelo F. Ortega Romero

Tecnologías de lucha contra el cambio
climático: Almacenamiento geológico de CO2
Ponencia 4: “Caso Práctico Linea Base” Ponentes: Luis F. Mazadiego & Marcelo F. Ortega
La detección de fugas de CO2 es exigente puesto que puede ocurrir al
poco tiempo de la inyección o retrasarse durante cientos de años, de
manera que las técnicas geoquímicas superficiales, como por ejemplo
la medición del flujo de CO2 desde el suelo a la atmósfera o la
composición química e isotópica de las aguas, pueden ser unas
herramientas importantes para distinguir anomalías relacionadas con
las fugas de CO2 del generado de forma natural en la superficie por la
respiración del suelo.
Para el establecimiento adecuado de la línea de base de CO2 se
requiere un correcto tratamiento estadístico de los datos obtenidos
durante un tiempo adecuado con el que poder determinar su
variación estacional.
INTRODUCCÍÓN

Ponencia 4: “Caso Práctico Linea Base”
Jenwey et al., 2009 HONTOMIN
Estimar los valores de diversos
componentes o parámetros en el
estado “cero” del proyecto (antes de
la inyección).
• Estudio geoestadístico.
• Estudio de la posible influencia del
uso del suelo.
• Variabilidad estacional (verano-
invierno).
Localizar posibles vías de migración.
• Densificación en zonas de interés.
• Identificación de valores atípicos.
Desarrollar estrategias de
monitorización.
• Establecimiento de un protocolo de
medida.
Ponentes: Luis F. Mazadiego & Marcelo F. Ortega

La determinación de la composición y el flujo de los gases del
suelo es una técnica bien establecida, que es utilizada
regularmente para el establecimiento de la línea de base
durante la caracterización de los emplazamientos de
almacenamiento de CO2 (IEA-Greenhouse Gas R&D Programme,
2004; IPCC, 2006; NETL, 2009; USEPA, 2010)
En este trabajo, el flujo de CO2 en la PDT de Hontomín es medido
con la técnica de la cámara de acúmulo, ampliamente utilizada
en los proyectos de almacenamiento de CO2
INTRODUCCÍÓN

1. Determinar la variación estacional del flujo de CO2
2. Evaluar la emanación total de CO2 en la zona de inyección
3. Definir la línea base de flujo de CO2 para ser usada como
valor de fondo en futuras campañas de monitorización,
que tendrá que tenerse en consideración durante las
etapas de inyección y cierre del almacén.
OBJETIVOS

METODOLOGÍA
Desde el mes de octubre de 2009 y hasta abril de 2011 se
realizaron doce campañas de muestreo destinadas a la
obtención de la línea base y su variación estacional,
adquiriéndose más de 4.000 registros de flujo de CO2.
Todas las campañas de muestreo se realizaron dentro de un
área circular de aproximadamente 6 km de diámetro con
centro en el sondeo H-2. El número de medidas en cada
campaña varía desde 30 (C-0) a 1.102 (C-5), realizándose las
mediciones en diferentes épocas del año para verificar los
efectos causados por variaciones estacionales y
precipitaciones.

HONTOMIN

CAMPAÑA
¿ESTIMACIÓN DE LA
LÍNEA BASE?
¿ESTUDIO DE POSIBLES
PUNTOS DE DEBILIDAD ?
¿DESARROLLO DE
PROTOCOLOS?
C-0 NO NO SÍ
C-1 NO NO SÍ
C-2 SÍ Validación
Estacional
Sondeos existentes Validación
C-3 SÍ Sondeos existentes Validación
C-4 SÍ NO Aplicación
C-5 SÍ
Sondeos existentes y
futuros
Zona falla Sur
Aplicación
C-6 SÍ Zona falla Sur Aplicación
C-7 SÍ
futuros
Zona falla Sur
Aplicación

PROTOCOLO DE MEDIDA

C-1 NÚMERO DE
CUADRÍCULAS
% RESPECTO DE LA
SUPERFICIE TOTAL
“ESTRATOS” MUESTRALES
HONTOMÍN-1 6 0,47
HONTOMÍN-2 4 0,31
HONTOMÍN-3 9 0,70
HONTOMÍN-4 6 0,47
MESOZOICO 379 29,76
CUATERNARIO 276 21,67
CENOZOICO 535 41,99
NO MUESTREABLES 59 4,63
TOTAL CUADRÍCULAS 1274 100

CAMPAÑAS C-2 C-3 C-4 C-5 C-6 C-7
Fechas Mayo 2010 Julio 2010
Octubre
2010
Marzo 2011 Marzo 2011 Abril 2011
Número de
medidas de
flujo de CO2
316 303 233 1102 43 816
Número de
puntos de
medida
270 234 177 903
Objetivos
Proximidades
del sondeo H-2
Malla de paso
30 m
Proximidades
sondeo H-2
Malla de paso
30 m
Estimación de
la línea base
de CO2
Malla de paso
30 m
Estimación de
la línea base
de CO2
Zona de los
sondeos H-1,
H-3 y H-2.
Zona de falla
sur
Malla de paso
30 m.

CAMPAÑA
¿ESTIMACIÓN DE LA
LÍNEA BASE?
¿DESARROLLO DE
PROTOCOLOS?
C-0 NO NO SÍ
C-1 NO NO SÍ
C-2 SÍ Varianza
Estacional
C-5 SÍ
futuros
Zona falla Sur
Aplicación
C-7 SÍ
futuros
Zona falla Sur
Aplicación

Zona de muestreo y
diseño del mismo
comunes en las
campañas C-2 y C-3

Identificación de 2 poblaciones.
Dilución de valores altos
independientemente del Uso del
Suelo.
Influencia de la actividad biológica
(vegetación).
RESULTADOS C-2

USO DEL SUELO ESTADO Nº MEDIDAS MÍNIMO MEDIA MÁXIMO DESV. TÍP.
C-2
CAMPO
(NO AGRÍCOLA)
(Sin estratificar) 209 0,52 10,81 45,90 5,35
AGRICOLA
ARADO 96 0,11 2,70 16,12 3,16
BARBECHO - - - - -
CULTIVO 11 3,28 10,08 19,07 4,48
C-3
CAMPO
(NO AGRÍCOLA)
(Sin estratificar) 217 0,08 11,76 37,39 7,14
AGRICOLA
ARADO - - - - -
BARBECHO 25 1,30 8,89 27,14 5,52
CULTIVO 14 0,75 8,85 39,61 7,25
FLUJOS DE CO2 𝒈 ∙ 𝒎−𝟐 ∙ 𝒅𝒊𝒂−𝟏 C-2 y C-3

CAMPAÑA
¿ESTIMACIÓN DE LA
LÍNEA BASE?
¿DESARROLLO DE
PROTOCOLOS?
C-0 NO NO SÍ
C-1 NO NO SÍ
C-2 SÍ Varianza
estacional
C-5 SÍ
futuros
Zona falla Sur
Aplicación
C-7 SÍ
futuros
Zona falla Sur
Aplicación

La red de
muestreo de
C-4 se diseñó
al margen de
posibles
“puntos de
debilidad del
sistema”.

Ponentes: Luis F. Mazadiego & Marcelo F. OrtegaPonencia 4: “Caso Práctico Linea Base”
CAMPAÑA
¿ESTIMACIÓN DE LA
LÍNEA BASE?
¿DESARROLLO DE
PROTOCOLOS?
C-0 NO NO SÍ
C-1 NO NO SÍ
C-2 SÍ Validación
Estacional
C-5 SÍ
futuros
Zona falla Sur
Aplicación
C-7 SÍ
futuros
Zona falla Sur
Aplicación

ZONA DEL MUESTREO DISEÑO DEL MUESTREO
NÚMERO
DE PUNTOS
Proximidad del sondeo H-1
Reticular
Paso de 30 metros
121
Proximidad del sondeo H-3
Reticular
Paso de 30 metros
121
Entre los sondeos H-2 y H-4
Reticular
Paso de 30 metros
560
Zona de la falla al sur
del área de muestreo
Perfiles perpendiculares a la traza de la falla a
distancias de 100 metros. El paso entre puntos
consecutivos fue de 25 m
101

C-2 C-3 C-4 C-5 C-6 C-7
Fechas
Mayo
2010
Julio
2010
Oct.
2010
Marzo
2011
Marzo
2011
Abril
2011
Nº puntos
medidos
316 303 233 1102 43 816
Objetivos
Control
proximidades de
sondeos
H-2
(Malla de paso 30 x
30 metros)
Control
proximidades de
sondeos
H-2
(Malla de paso 30 x
30 metros)
Control zona del
futuro
emplazamiento del
sondeo de
inyección
H-5
Malla de paso
100x100 metros)
Control
proximidades de
sondeos
H-1, H-2,
H-3 y H-4 y zona de
falla SUR
(Malla de paso 30 x
30 metros)
Control falla SUR
(perfiles
perpendiculares a
la falla)
Control zona de
inyección
(Malla de paso
100x100 metros)
FlujoCO2(g·m-2·día-1)
Valor
Mínimo
0.11 0,08 0,62 0,03 0,16 0,18
Valor
Medio
8,32 11,04 4,87 5,58 4,92 13,34
Valor
Máximo
45,90 39,61 29,46 143,80 27,01 68,78
Desviación
Típica
6,04 7,15 2,95 5,89 4,35 8,12

Ponentes: Luis F. Mzadiego & Marcelo F. OrtegaPonencia 4: “Caso Práctico Linea Base”
Los valores de fondo de flujo de CO2 desde el suelo a la atmósfera en la zona
aon bajos y semejantes a los valores típicos de origen biológico.
Los valores medios están entre 4,9 y 13 g·m-2·d-1, menores a 18 g·m-2·d-1 que
puede considerarse como un valor máximo de la media aritmética del flujo
procedente de la respiración del suelo en la zona.
No se detectaron evidencias de un origen profundo de CO2 (por ejemplo, de los
depósitos de hidrocarburos), lo que sugiere que la respiración del suelo es el
único responsable de los valores de flujo de CO2 observado en Hontomín.
Se realizaron mediciones en las zonas preferenciales de escape de gases desde
profundidad, principalmente en los alrededores de los sondeos existentes y en
zona de falla. El flujo de CO2 es similar a los valores obtenidos en zonas sin vías
preferenciales de escape de gases.

Se detectaron algunos valores anómalos en las inmediaciones de uno de los
sondeos, aunque estos valores no se pueden asociar inequívocamente a un
origen profundo del CO2 y es más probable que se deban a un incremento en la
actividad biológica de la zona. Sin embargo, esta zona debe considerarse como
un área de riesgo potencial para una fuga del CO2 inyectado
Los mayores valores de flujo de CO2 se obtuvieron durante los periodos cálidos,
como consecuencia de un incremento de la actividad biológica. Encontrándose
además, los valores más altos de flujo de CO2 en aquellas zonas donde la
vegetación está más presente, zonas cultivadas y forestales.
El flujo de CO2 es menor y homogéneo durante el invierno, mientras que en los
meses cálidos es heterogéneo y mayor por el incremento de la actividad
biológica.

Se calcularon dos grupos de valores de referencia de flujo de CO2. El primero
(UCL50, 5 g·m-2·d-1) para zonas no aradas en los meses de otoño-invierno y 3,5
y 12 g·m-2·d-1 en primavera-verano para zonas aradas y no aradas,
respectivamente. Estos valores pueden usarse como indicadores de un
aumento en el flujo de CO2 a modo de alarma para la detección de una posible
fuga temprana. Si estos valores son superados, el monitoreo tienen que ser más
exhaustivo y frecuente para evaluar la evolución de la posible fuga y de los
riesgos asociados. El segundo grupo de valores de referencia (UCL99)
corresponde a 26 g·m-2·d-1 durante los meses de otoño-invierno en las zonas
no aradas y 34 y 42 g·m-2·d-1 para los meses de primavera-verano en zonas
aradas y no aradas, respectivamente. Superar la estimación del límite superior
del percentil 99 puede considerarse como una evidencia de que la fuga de CO2
se está produciendo.

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