Mapa de Potencial Geotérmico de Muy Baja Entalpía en Chile

Evaluación multicriterio tomando en cuenta variables litológicas, climáticas y energéticas.


Fluctuación de temperaturas en los primeros metros de profundidad en el subsuelo.

La geotermia de muy baja entalpía corresponde a un tipo de energía basada en el gradiente geotérmico que se da normalmente en toda la extensión de la corteza terrestre.

De manera general, a una profundidad de 10-20 metros en el subsuelo, se encuentra una temperatura que se mantiene estable durante todo el año, de forma independiente fluctuaciones de la temperatura en supercie entre invierno y verano.

Este recurso geotérmico de baja temperatura es explotado comúnmente con bombas de calor geotérmicas.


Bombas de Calor Geotérmicas

Este tipo de sistemas permiten la extracción de calor del subsuelo. Para la evaluación se consideró un sistema de bomba de calor geotérmico con colector vertical, el cual está compuesto por los siguientes elementos:

Intercambiador de Calor Vertical

encargado de intercambiar calor con el subsuelo mediante la circulación de un fluido dentro de un ciclo cerrado,

Bomba de calor

basada en el ciclo termodinámico de Carnot en la cual se modifica la temperatura del fluido para suplir la necesidad de calefacción y/o refrigeración,

Infraestructura

un subsistema de distribución de calor, adaptado para los distintos usos que se requieran en términos de infraestructura.


Una vez definido la temperatura del recurso geotérmico que se quiere evaluar y la tecnología con la cual extraer el calor, se procede a obtener diferentes capas de información en base a la metodología multicriterio propuesta por Gemelli et al. (2011).

Esta metodología se basa en la combinación del coeficiente de extracción de calor para distintas litologías, la temperatura superficial del suelo y el índice de grados-día para calefacción, obteniendo así una evaluación considerando variables geológicas, climáticas y energéticas.


PARÁMETROS A EMPLEAR

1

Coeficiente de Extracción Específica de Calor

Este índice se encuentra relacionado con el tipo de colector de calor y representa una manera de cuantificar la extracción de calor empleando una bomba de calor geotérmica con colector vertical.

2

Temperatura Superficial del Suelo

De manera general, se estima que a una profundidad por debajo de los 10 metros, la temperatura en el subsuelo se encuentra notablemente estable, cercana a un valor aproximado al promedio anual de la temperatura en superficie.

3

Demanda energética para calefacción

Demanda energética en kilowatts obtenida para un ambiente doméstico de 100 m² y 2.400 horas de funcionamiento de la bomba de calor.

4

Profundidad preliminar

Mapa de profundidad necesaria para la instalación del colector vertical obtenida del cociente entre la demanda energética de calefacción y el coeficiente de extracción específica de calor.

5

Delta profundidad

Corrección en metros para la profundidad preliminar en base a la capa de temperatura superficial del suelo. Se implementa de esta manera la variable climática en al estimación del potencial geotérmico.

6

Profundidad Final

Profundidad del colector vertical requerida para suplir la demanda energética de calefacción, tomando en cuenta parámetros hidrogeológicos, energéticos y climáticos.


Los parámetros expresados en las capas raster presentadas son integradas mediante la metodología mencionada para generar una estimación del potencial geotérmico de muy baja entalpía, definiendo una forma específica de extraer el calor, así como el proceso para el cual se extrae. Las capas generadas presentan índices que pueden ser mejorados a nivel local para entregar una mejor resolución del recurso geotérmico.

A continuación se presentan los mapas generados para su análisis mediante un cuadro de mando.

Evaluación multicriterio del recurso geotérmico de muy baja entalpía en Chile

Fluctuación de temperaturas en los primeros metros de profundidad en el subsuelo.