Abstracto
La energía geotérmica procede del propio calor de la Tierra. Los pozos geotérmicos se examinan periódicamente para evaluar la presión y los caudales y medir la temperatura subterránea. Lo que estamos buscando es un sistema capaz de eliminar, o al menos reducir en gran medida, el impacto olfativo causado por las pruebas atmosféricas de pozos geotérmicos, centrándonos tanto en mitigar las molestias causadas por los olores presentes en las áreas cercanas al pozo como en controlar los niveles de sulfuro de hidrógeno en el lugar de explotación del mismo.
PANORAMA GENERAL
Enel Green Power lleva a cabo trabajos tanto de perforación como de explotación de pozos geotérmicos ubicados en Italia (principalmente en Toscana), Estados Unidos (Nevada) y Chile.
Las emisiones gaseosas, de acuerdo con la normativa y la legislación italiana, se liberan a la atmósfera durante la fase de prueba de pozos, llevada a cabo tras la finalización de los trabajos de perforación, con el objetivo tanto de evaluar la capacidad de producción como de determinar las características físicas y químicas del fluido. Dependiendo de las características del fluido geotérmico, en el área cercana al pozo se pueden notar olores relacionados con la presencia de sulfuro de hidrógeno presente de forma natural en el fluido geotérmico y otros compuestos orgánicos volátiles (COV).
Descripción
ESCENARIO
Durante la prueba de pozos nos encontramos con dos problemas principales:
a) Liberación a la atmósfera de sulfuro de hidrógeno que emana alrededor de la boca del pozo durante la primera fase de apertura del mismo (duración habitual de aproximadamente media hora). Durante esta fase, es importante mantener un nivel de concentración en el aire que permita que el personal del lugar de trabajo continúe realizando sus tareas con normalidad.
b) Liberación a la atmósfera de sulfuro de hidrógeno y COV durante la prueba de pozos (duración media de entre 2 y 10 días).
La prueba de pozos comienza con la apertura de la válvula de la boca del pozo, lo que provoca la emisión a la atmósfera tanto de gas no condensable como de líquidos acumulados en la parte superior del mismo, es decir, gases no condensables, agua y residuos de aceites lubricantes compatibles con el medio ambiente; la duración de esta fase depende de las características del pozo y varía desde varios segundos hasta algunos minutos.
Una vez que tanto el gas como los líquidos presentes en la parte superior del pozo se hayan liberado completamente a través de la válvula de la boca, el fluido geotérmico proveniente del yacimiento, formado por vapor de agua y gases no condensables, llega a la boca del pozo;
La instalación de prueba (véase imagen) está formada por dos líneas paralelas, que se utilizan de forma secuencial: la línea del separador ciclónico y la línea del silenciador. Cuando el encargado de la prueba cierra la válvula principal y abre las válvulas de la línea del separador ciclónico, el fluido geotérmico, que aún contiene una cantidad significativa de fracción líquida, comienza a fluir en la instalación. En esta línea se instalan dos equipos: una válvula de regulación controlada de forma remota y el tubo James. La válvula de regulación permite que el valor de la presión descienda por debajo de un valor absoluto medio de 6 bares aproximadamente, mientras que el tubo James permite medir el caudal del fluido. El fluido que sale del tubo de James fluye a través de un separador ciclónico que libera la fracción gaseosa en la atmósfera y descarga la fracción líquida en un tanque. El contenido líquido disminuye gradualmente durante la prueba; una vez que la cantidad es casi o igual a cero, el encargado realiza el cambio de línea: la línea del separador ciclónico se cierra, mientras que la línea del silenciador se abre gradualmente. Además de la línea del separador ciclónico, la línea del silenciador está equipada con una válvula de regulación de presión. Hoy en día, la duración de las pruebas de pozos varía entre dos y diez días. Durante la prueba, se realiza una campaña de control de la calidad del aire a través de estaciones fijas y móviles capaces de medir la concentración de sulfuro de hidrógeno en el aire, con el objetivo de verificar la conformidad de los límites indicados por la OMS (Organización Mundial de la Salud).
Enel llevó a cabo pruebas preliminares previas en relación con la introducción de peróxido de hidrógeno en el pozo a través de un tubo en bobina. Aunque la reducción del sulfuro de hidrógeno fue notable, esta solución no se implementó de forma permanente debido a la gran complejidad de la planta y a los grandes esfuerzos y recursos necesarios para comercializar este procedimiento. Además, en algunos casos se utiliza un compresor antes de iniciar la prueba para empujar los gases acumulados en la parte superior del pozo dentro de las fracturas del yacimiento; de esta forma, cuando se abre la válvula de la boca del pozo, durante la fase inicial se reduce considerablemente la liberación de gases.
En un análisis preliminar de exploración comercial llevado a cabo a principios de 2022 no se hallaron soluciones técnicas adecuadas para las aplicaciones propuestas. Sin embargo, se reconoció que los secuestrantes de medios granulares secos, las mezclas de óxidos de hierro y/u óxidos metálicos mixtos, o un vector inorgánico inerte pueden ser componentes adecuados para una solución factible. Los métodos aceptables pueden separar el sulfuro de hidrógeno del curso de agua o tratar todo el fluido.
EL RETO
Identificar y poner a prueba una solución capaz de eliminar, o al menos reducir en gran medida, el impacto olfativo producido durante las pruebas de pozos geotérmicos, prestando especial atención al sulfuro de hidrógeno y a otros COV. La solución se debe poder utilizar en pozos que tengan diferentes características en términos de caudal de fluido, temperatura, presión, contenido de gas y composición química. El método preferido no implica el tratamiento dentro del pozo. Por último, la solución se debe poder transportar a diferentes ubicaciones para pruebas.
REQUISITOS DE LA SOLUCIÓN
Las propuestas deben cumplir con los siguientes Requisitos de la Solución.
Las soluciones propuestas deben:
- TRL ≥7
- cumplir con las normas de seguridad europeas, especialmente en lo que respecta a recipientes a presión y tuberías;
- ser transportable por camiones;
- reducir las emisiones de sulfuro de hidrógeno y otras emisiones olfativas gaseosas liberadas a la atmósfera en al menos un 90 %;
- procesar el fluido durante todas las fases de prueba descritas anteriormente (descarga de gas a través de la válvula de la boca, pasar a través de la línea del separador ciclónico, pasar a través de la línea del silenciador);
- ser adecuadas para pozos cuyo fluido tenga las siguientes características:
- presión en el rango de entre 1 y 40 bar (los valores se refieren al fluido en la boca del pozo previo a la válvula de regulación);
- temperaturas en el rango de 100 – 300° C;
- tener la siguiente composición típica de fluidos químicos (por volumen): agua 88 – 98 %, gas no condensable: 2 – 12 %; el gas no condensable posee la siguiente composición típica (por volumen): dióxido de carbono 87 – 97 %; metano 0,4 – 4 %; hidrógeno 0,3 – 6 %; sulfuro de hidrógeno 0,4 – 4,5 %; nitrógeno 0,5 – 4,5 %;
- presencia de COV (Compuestos Orgánicos Volátiles)
- condensado, como posible ejemplo representativo, descrito con la eventual composición química siguiente:
|
pH |
5,5 – 7,6 |
|
T.D.S. (salinidad) |
50 – 700 ppm |
|
NH4+ |
34 – 210 ppm |
|
H3BO3 |
50 – 650 ppm |
|
SO4 |
Trazas – 19 ppm |
|
Cl- |
Trazas– 35 ppm |
|
Ca++ |
Ausente – 5 ppm |
|
Mg++ |
Ausente– 4.5 ppm |
| H2S | 10 – 500 ppm |
- Flujo másico: 10 – 100 t/h (50 t/h para que se pueda considerar como un valor medio estadísticamente representativo);
Además, la solución debería:
- no requerir recipientes presurizados para almacenar subproductos.
- trabajar en fluido aguas abajo con las válvulas de regulación de presión mencionadas anteriormente;
- reducir las emisiones de sulfuro de hidrógeno y otras emisiones olfativas gaseosas liberadas a la atmósfera en al menos un 98 %;
ENTREGAS DEL PROYECTO
La propuesta presentada debe incluir lo siguiente:
- Una explicación de la solución propuesta que aborde los requisitos específicos de la solución junto con una justificación bien respaldada y los datos pertinentes.
- Esquemas que ilustren los aspectos importantes del diseño.
- Una evaluación de costes y una estrategia de implementación para campos geotérmicos en Italia
- Referencias de aplicación de las tecnologías/procesos propuestos con un enfoque en plantas industriales
La propuesta no debe incluir ninguna información de identificación personal (nombre, nombre de usuario, empresa, dirección, teléfono, correo electrónico, página web personal, currículum, etc.) o cualquier información que los solucionadores puedan considerar que pertenece a su propiedad intelectual y que que no deseen compartir.
Este Reto contribuye con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) para transformar nuestro mundo:
- ODS 11: Ciudades y comunidades sostenibles
- ODS 13: Acción por el clima
- ODS 17: Alianzas para lograr los objetivos
Reglas del Reto
Invitamos a los candidatos a leer atentamente el Reto y las Normas del mismo, adjuntos en la sección de Anexos, antes de presentar una solución.
Al enviar una solución, los candidatos aceptan automáticamente las normas adjuntas, diferentes de las condiciones de uso de esta plataforma.
Explica tu propuesta claramente en inglés, adjuntando documentos (máximo 5 archivos; máximo 25 MB) en caso necesario.
Plazo
Las solicitudes para este Reto se deben enviar antes de las 23:59 (hora central europea) del 15 de enero de 2023.
Las solicitudes enviadas fuera de plazo no se tendrán en cuenta.
Eligibilidad
A excepción de las personas que trabajan en la organización y gestión del RETO OPEN INNOVABILITY®, así como sus cónyuges o parejas y sus parientes de hasta cuarto grado estimado según la legislación italiana, todos los demás empleados que trabajan en las entidades legales pertenecientes a Enel Green Power de todo el mundo pueden presentar sus propuestas.
Reto, premio, Derechos de Propiedad Intelectual
Se trata de un Reto Teórico, que requiere únicamente la presentación de una propuesta por escrito. El premio del Reto dependerá de la evaluación teórica de la presentación por parte del buscador.
Para recibir un premio, los solucionadores no tendrán que ceder los derechos exclusivos de PI al buscador. En cambio, los solucionadores otorgarán al buscador una licencia no exclusiva para utilizar sus soluciones.
Sin perjuicio de lo dispuesto en el artículo 5.5 de las Condiciones de Uso, la obligación de ceder los derechos de propiedad intelectual establecidos en este artículo no se aplica si la solución ganadora la propone un empleado de una empresa Enel, a menos que el empleado sea el propietario de la solución según a la legislación nacional aplicable.
Regulación específica en la CSA adjunta al final de esta página.
Reglamento
Olfactory impact minimization of atmospheric geothermal well testing Regulation
¿Qué pasa después?
Enel evaluará la propuesta basándose en los siguientes criterios:
- viabilidad técnica y científica general de la solución propuesta;
- potencial económico del concepto (p. ej., coste total de propiedad);
- potencial comercial para Enel;
- novedad y creatividad;
- potencial para la posición propia (es decir, si la tecnología es nueva o protegida);
- capacidades del usuario y experiencia relacionada;
- realismo de la solución propuesta;
- grado de madurez de la propuesta.
Una vez que se hayan identificado las soluciones adecuadas, Enel decidirá si iniciar una colaboración, por ejemplo, en todas o parte de las siguientes actividades:
- ejecución de pruebas
- suministro de prototipos (si se trata de un equipo);
- pruebas de instalación y del sitio;
- seguimiento y monitoreo del funcionamiento de la idea propuesta.
Al finalizar la evaluación, te daremos un feedback.
En caso de que tu propuesta sea de nuestro interés, un miembro de Enel se pondrá en contacto contigo para discutir los próximos pasos.
El premio final de este Reto depende de que se complete satisfactoriamente el proceso de verificación, incluyendo la aceptación del acuerdo específico del reto (CSA, por sus siglas en inglés) que contempla la regulación de dicho reto.
El proceso de verificación incluye que el solucionador haga entrega de lo siguiente: declaración jurada firmada (basada en el CSA), renuncia del empleado (si procede), prueba de identidad y el cuestionario de análisis de la contraparte (CAQ, por sus siglas en inglés).
SOBRE WAZOKU CROWD
Wazoku Crowd colabora con Enel para gestionar este Reto.
Imagina que exista un mundo en el que miles y miles de expertos motivados puedan analizar cualquier problema. Wazoku Crowd hace que esto se convierta en realidad. Con veinte años de experiencia en el sector del crowdsourcing, Wazoku Crowd es el modelo a seguir del talento abierto y de las soluciones innovadoras externas. Las organizaciones comerciales, gubernamentales y humanitarias se involucran con Wazoku Crowd para resolver problemas que pueden afectar a la humanidad en áreas que abarcan desde el medio ambiente hasta los avances médicos.