رسالة جامعية
Geophysical and geological characterization of fault-controlled geothermal systems: The Vallès Basin case of study
| العنوان: | Geophysical and geological characterization of fault-controlled geothermal systems: The Vallès Basin case of study |
|---|---|
| المؤلفون: | Mitjanas Coll, Gemma |
| المساهمون: | University/Department: Universitat de Barcelona. Departament de Dinàmica de la Terra i de l'Oceà |
| مرشدي الرسالة: | Ledo Fernández, Juanjo, Queralt i Capdevila, Pilar |
| المصدر: | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| بيانات النشر: | Universitat de Barcelona, 2023. |
| سنة النشر: | 2023 |
| وصف مادي: | 210 p. |
| مصطلحات موضوعية: | Geofísica, Geophysics, Geotèrmia, Geotermia, Earth temperature, Prospecció geofísica, Prospección geofísica, Geophysical exploration, Ciències Experimentals i Matemàtiques |
| الوصف: | Programa de Doctorat en Ciències de la Terra |
| الوصف (مترجم): | [eng] Geothermal energy is a renewable source of energy that harnesses heat from the Earth's interior. Temperature increases with depth, defining the geothermal gradient, which can be variable depending on the geological context. The geological setting of western Europe favors a relatively high geothermal gradient that could be exploited to generate electricity or for its direct use, for example, for its application in industry, greenhouses, or heating systems. In each of these cases, geothermal could favor the community's energy independence and reduce the use of polluting energy sources. To appropriately exploit areas with a significant geothermal gradient, it is essential to know the origin of the temperature anomaly and the system's functioning. In this context, developing appropriate exploration methodologies and techniques is essential for its adequate and efficient use. This thesis develops a methodology focused on a geothermal system type characterized by being located in highly fractured zones. These fractures connect the surface with great depths, allowing the rapid ascent of deep fluids at high temperatures without giving them time to cool down. Specifically, this thesis applies this methodology to a study case located in the Vallès Basin, close to Barcelona city (NE Iberian Peninsula), where some localities, such as La Garriga and Caldes de Montbui towns, have thermal hot springs (60ºC and 70ºC, respectively). In particular, the methodology applied to study the Vallès Basin geothermal fractured system, is focused on two main cores, geophysical and geological techniques. Geophysical methods allow the characterization of the subsurface physical properties, reaching great depths without having to drill. For example, if the physical characteristics of the subsurface have enough contrast, they could allow distinguishing between different types of rocks, fractured zones, or if there is any fluid circulation. However, the geophysical results have to be complemented with other geoscientific studies in order to make a proper interpretation. In this case, this thesis includes a characterization of the area's geology, fracturing, and hydrology. Finally, the integration of the applied techniques has allowed the understanding of the origin and system's functioning, which is presented in the form of a 3D conceptual model, geological model, and temperature model. This innovative methodology, which integrates different geoscientific techniques at different scales, combining traditional techniques with novel digital tools, has facilitated the characterization of a geothermal system controlled by geological structures. Therefore, it is established as a methodical option to characterize systems of similar origin [cat] La Geotèrmia és una font renovable d'energia que aprofita la temperatura de l'interior de la Terra. El grau en què aquesta temperatura augmenta en profunditat, ve definint pel gradient geotèrmic, el qual pot ser variable segons el context geològic. La geologia de la regió oest del continent europeu afavoreix un gradient geotèrmic relativament alt que podria ser aprofitat per generar electricitat o per a ús directe, com és el cas d'aplicacions en indústria, hivernacles o sistemes de calefacció. En qualsevol cas, la geotèrmia podria afavorir la independència energètica i una disminució en l’ús de fonts d’energia contaminants. Per a un aprofitament d'aquestes zones amb un gradient geotèrmic significatiu, és essencial conèixer-ne l'origen i el funcionament. En aquest context, és basic desenvolupar metodologies d'exploració que siguin adequades i eficients. Aquesta tesis desenvolupa una metodologia aplicada a un exemple de sistema geotèrmic caracteritzat per estar ubicat en una zona molt fracturada. Aquestes fractures connecten la superfície amb grans profunditats, permetent l'ascens ràpid de fluids profunds que es troben a temperatures altes, sense que els doni temps a refredar-se. Concretament, aquesta zona d'estudi es situa a la Conca del Vallès (NE Península Ibèrica), on algunes localitats com La Garriga i Caldes de Montbui, tenen surgències d'aigua termal (60ºC i 70ºC, respectivament). Concretament, la metodologia aplicada es basa en dues parts principals: l'exploració geofísica i la geològica. Els mètodes geofísics ens permeten conèixer les propietats físiques del subsol arribant a grans profunditats sense haver de fer perforacions. Si les característiques físiques del terreny presenten un contrast suficient, poden permetre, per exemple, distingir entre tipus de roques, zones fracturades, o si hi ha circulació d'algun fluid. Tot i així, els resultats geofísics s'han de complementar amb altres estudis geocientífics per una correcta interpretació dels resultats. En aquest cas, aquesta tesis inclou una caracterització de la geologia, la fracturació i la hidrologia de la zona. La integració final de totes les dades ha permès entendre l'origen i el funcionament d'aquest sistema, resultat del qual es presenta en forma d'un model 3D conceptual, geològic i de temperatures. Aquesta metodologia innovadora, que integra diferents tècniques geocientífiques a escala diferent, ha combinat tècniques tradicionals amb eines digitals noves, facilitant la caracterització d'un sistema geotèrmic controlat per estructures geològiques. Per tant, s’estableix com una opció metòdica a seguir per a la caracterització de sistemes d’origen similar. [spa] La Geotermia es una fuente renovable de energía que aprovecha el calor del interior de la Tierra. La temperatura del interior de la Tierra aumenta con la profundidad, y este aumento, definido como gradiente geotérmico, puede ser variable según el contexto geológico. El contexto geológico del oeste del continente europeo favorece un gradiente geotérmico relativamente alto que podría ser aprovechado para generar electricidad o para su uso directo, como es el caso de aplicaciones en industria, invernaderos o sistemas de calefacción. En cualquier caso, la geotermia podría favorecer la independencia energética y una disminución del uso de fuentes de energía contaminantes. Para un apropiado aprovechamiento de estas zonas con un gradiente geotérmico significativo, es esencial conocer su origen y funcionamiento. En este contexto, es necesario un avance en el desarrollo de metodologías de exploración que sean adecuadas y eficientes. Esta tesis desarrolla una metodología aplicada a un tipo de sistema geotérmico caracterizado por estar ubicado en zonas muy fracturadas. Estas fracturas conectan la superficie con grandes profundidades, permitiendo el ascenso rápido de fluidos profundos que se encuentran a altas temperaturas sin que les dé tiempo a enfriarse. Geográficamente, esta zona de estudio se encuentra en la Cuenca del Vallès, cerca de Barcelona (NE Península Ibérica), donde algunas localidades como La Garriga y Caldes de Montbui, tienen surgencias de agua termal (60ºC y 70ºC, respectivamente). Concretamente, esta metodología se puede separar en dos partes principales, la exploración geofísica y la geológica. Los métodos geofísicos nos permiten conocer las propiedades físicas del subsuelo, llegando a grandes profundidades, sin tener que hacer perforaciones. Si las características físicas del terreno presentan un contraste suficiente, nos pueden permitir, por ejemplo, distinguir entre tipos de rocas, zonas fracturadas, o si hay circulación de algún fluido. Aun así, los resultados geofísicos tienen que complementarse con otros estudios geocientíficos para poder hacer una apropiada interpretación. Esta tesis incluye una caracterización de la geología, la fracturación y la hidrología de la zona, cuya integración final ha permitido entender el origen y funcionamiento de este sistema. Los resultados finales se presentan en forma de un modelo 3D conceptual, geológico y de temperaturas. Esta metodología innovadora integra distintas técnicas geocientíficas a distinta escala, combinando técnicas tradicionales con herramientas digitales novedosas, facilitando la caracterización de un sistema geotérmico controlado por estructuras geológicas. Por lo tanto, se establece como una opción metódica a seguir para la caracterización de sistemas de origen similar. |
| نوع الوثيقة: | Dissertation/Thesis |
| وصف الملف: | application/pdf |
| اللغة: | English |
| URL الوصول: | http://hdl.handle.net/10803/689524 |
| حقوق: | L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
| رقم الأكسشن: | edstdx.10803.689524 |
| قاعدة البيانات: | TDX |
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