Ingeniero Civil / Actualmente la geotermia ha comenzado su explotación con la finalidad de generación eléctrica mediante una producción limpia con bajos niveles de contaminación en comparación a las generaciones convencionales. Esta línea de estudio apunta a un aprovechamiento de las propiedades térmicas del suelo y no a la generación eléctrica, mediante la obtención de calor o frío que otorgan las propiedades del terreno que a primera vista satisfacen tanto las necesidades de verano como las de invierno, pues el suelo mantiene una temperatura constante entre los 5 y 30 metros de profundidad, temperatura que mediante nuevas tecnologías puede ser absorbida, en este caso con agua, y transportada para abastecer sistemas de climatización como sistemas de agua caliente sanitaria. En la primera etapa de estudio de la utilización de geotermia de baja entalpía enfocada a la edificación (Muñoz, 2011) se implementaron dos Pilas de entibación y sus correspondientes Anclajes con el objetivo de medir el potencial geotérmico de estos elementos embebidos en el subsuelo. El presente trabajo tiene como objetivo continuar el desarrollo de conocimiento acerca del potencial aprovechamiento geotérmico de estas instalaciones. El trabajo se desarrolló en el periodo de construcción del proyecto Beauchef 851, perteneciente al edificio de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Chile, entre Septiembre del 2011 y Mayo del 2012, abarcando tres líneas principales; estudio y re-diseño del equipo de medición Thermal Response Test (TRT), mediciones en terreno entre Diciembre 2011 y Abril 2012, y finalmente estudio del rendimiento energético de las instalaciones. El equipo TRT mejorado permitió realizar una serie de mediciones exitosas para la obtención de parámetros de diseño de las instalaciones, como conductividad térmica tanto para la Pila como para los Anclajes y el rendimiento energético de estas mismas instalaciones. Las mediciones en terreno fueron variadas, utilizando distintas metodologías según el parámetro o información que se quisiera obtener, en este trabajo se definieron mediciones para conocer la influencia de la exposición a condiciones ambientales de las instalaciones, mediciones para conocer la temperatura inalterada tanto de la Pila como de los Anclajes, y finalmente mediciones para la obtención de la conductividad térmica de las instalaciones. Mediante las mediciones realizadas se caracterizó la temperatura interna de las instalaciones, obteniendo perfiles de variación diaria de acuerdo a la temperatura ambiental, durante el periodo en que la Pila se encontraba expuesta a condiciones ambientales (parcialmente) en un 46%. Con todas las mediciones analizadas se definió la conductividad térmica de una Pila con el valor de 1,6 W/mK y un valor de 1,7 W/mK para los Anclajes. Con esto se obtuvo finalmente el rendimiento de un sistema geotérmico implementado en el interior de estructuras de sostenimiento, alcanzado valores de 150 W/mK en el caso de las Pilas y 100 W/mK en el caso de los Anclajes como tasas de rechazo de calor para la carga térmica aplicada de 4500 W en promedio.

El presente estudio introdujo el concepto de aprovechamiento geotérmico destinado a calefacción, ya existente y es aplicado en varios países del mundo, como Alemania, Suecia Bélgica, Suiza, Arabia Saudita, entre otros, adaptando su aplicación a la posible oferta existente en Chile. La mayoría de estas aplicaciones alrededor del mundo corresponden a aprovechamientos geotérmicos del tipo pozo geotérmico (borehole) o pilas energéticas de fundación (energy piles), sin embargo, la presente investigación demuestra que el concepto de aprovechamiento geotérmico es factible y aplicable en pilas de entibación y sus anclajes mediante una implementación de un circuito de cañerías flexibles de manera solidaria a la armadura. La investigación se realizó en dos pilas de entibación y sus respectivos anclajes pos tensados inyectados, que forman parte de la etapa de entibación del proyecto Bicentenario Beauchef Poniente. Ésta consistió en un aprovechamiento geotérmico mediante la instalación de un circuito de cañerías flexibles de manera solidaria a la armadura de las pilas y los anclajes. Las pilas de entibación son de aproximadamente 30 metros de longitud y de un diámetro exterior de 100 cm. Existen tres niveles de anclaje, con una longitud libre que varía entre 16 m y 6 m, y una longitud de bulbo que varía entre 5.5 m y 3.7 m, dependiendo de su ubicación en la entibación y del nivel de anclaje en que se encuentren. En la investigación se desarrollaron específicamente los siguientes tres conceptos: Metodología Constructiva (MC): Se realizó un estudio sobre las metodologías constructivas involucradas en la implementación de las pilas de entibación y sus anclajes. Finalmente se propone una metodología que logra complementar, de forma eficiente, la construcción original y propia de las pilas de entibación y sus anclajes, con la implementación de éstas. Balance Térmico (BT): Se verificó que la temperatura del suelo es favorable para la implementación de sistemas geotérmicos. Además se calcularon las propiedades térmicas del suelo, conductividad y resistencia térmica efectiva, mediante un diseño y armado de un equipo para la aplicación de un test de respuesta térmica TRT. Análisis de costos (AC): Se identificaron los costos asociados a la implementación de las pilas de entibación y los respectivos anclajes, los que fueron comparados con los costos originales de una pila de entibación sin implementar. Los resultados de la investigación indicaron que la implementación de pilas de entibación y anclajes mediante un sistema geotérmico es factible bajo una metodología propuesta, generando un aumento en los costos de construcción de las pilas de entibación del 17%. Además las condiciones y propiedades del suelo son favorables para la instalación de sistemas geotérmicos, donde se obtuvo una temperatura promedio del suelo a baja profundidad de 15,3ºC, una conductividad térmica efectiva de 2,536 W/mºC, y una resistencia térmica efectiva de 0,293 mºC/W.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / La presente investigación aborda el análisis de factibilidad técnica y económica de la puesta en marcha de una empresa que ofrezca soluciones de rehabilitación térmica a casas ya construidas y actualmente habitadas en Chile. Dicha propuesta se fundamenta en la necesidad actual de entregar a la población un mejoramiento de su confort habitacional mediante la utilización eficiente de recursos, en particular de la energía, dada su creciente escasez. En Chile, desde el año 1996, el Ministerio de Vivienda y Urbanismo (MINVU) estableció un programa de reglamentación sobre Acondicionamiento Térmico de Viviendas. Sin embargo, dicha reglamentación abarca sólo a nuevas construcciones. Por este motivo, considerando el gran volumen de viviendas construidas previamente a la vigencia de estas normativas, y su potencial impacto de ahorro energético, este estudio ha pretendido evaluar si las condiciones de mercado permiten la comercialización de servicios integrales de aislación térmica para ellas. Sobre la demanda y en base a los resultados de la realización de una encuesta de mercado sobre un universo de 90 personas, es posible indicar que existe una clara necesidad de mejorar la aislación térmica de las viviendas ya construidas en Chile y que las personas se interesan por un servicio que entregue soluciones integrales en este aspecto. Sin bien la disponibilidad a pagar por este servicio no es elevada, existe y aumenta de acuerdo al nivel socieconómico del encuestado. Además, de estos resultados se desprende que el concepto de aislación térmica ha tomado fuerza entre la gente en el último tiempo y que comienza a constituirse como variable de decisión al momento de adquirir un lugar para vivir. Sobre la oferta y en base a la recopilación de múltiples antecedentes disponibles en medios de comunicación, fue posible establecer que en nuestro país la cadena de valor del mercado de la aislación térmica aparece muy disgregada, con actores importantes focalizados principalmente en la fabricación y distribución de materiales aislantes estándares y con nula existencia de oferentes de servicios integrados orientados a la solución de problemas de aislación térmica sobre clientes finales. Así, este estudio permite verificar la existencia de condiciones propicias para la incorporación de esta empresa en el mercado de la construcción chilena. De hecho, los datos recopilados permiten identificar un mercado potencial actual de 70.000 casas de la región metropolitana, con una valorización económica mínima de USD 250.000.000. Para concluir, se ratifica la factibilidad técnica y económica de llevar adelante una propuesta de operación empresarial de servicios integrales (análisis de situación actual, plan de mejora, ejecución de mejoras y postventa). Los resultados de la evaluación económica para el proyecto evaluado a 5 años, consideran un VAN de 1.273 UFs, TIR de 27%, período de recuperación de capital de 3,6 años e IVAN de 81%, para una inversión inicial avaluada en 32MM de pesos y gastos operaciones mensuales en torno a los 5MM de pesos.