La energía geotérmica constituye una fuente inagotable de energía que puede ser extraída de la tierra por medio de bombeo de fluidos calentados en su interior, aprovechando su gran inercia térmica. Este intercambio de calor se realiza para proyectos geotérmicos de baja entalpía en pozos de energía o bien por medio del uso de aguas subterráneas. Para hacer uso del calor extraído es necesario integrar el sistema con una bomba de calor, que actuará como intermediaria entre el sistema de intercambio de calor o colector y sistema de distribución interno de la vivienda, aportando el complemento de energía necesario para acondicionar térmicamente el hogar. Este estudio consiste en el análisis y evaluación técnica, económica y legal de varias instalaciones geotérmicas de baja entalpía que se encuentran en funcionamiento, utilizadas para climatización de piscinas y aire acondicionado, en edificios dedicados al sector servicios como Hoteles, Centros Comerciales; y en un estudio de viabilidad en una Bodega en la que se propone la utilización de la energía geotérmica para la producción de frío y calor tanto para la obtención de vino como para la climatización y ACS en zonas varias. Los estudios se han realizado en la Isla de Lanzarote en lugar de la Isla de Tenerife ya que es donde podemos encontrar un mayor número de instalaciones de este tipo. No tenemos conocimiento de instalaciones de geotermia somera en la Isla de Tenerife, aunque vemos que es factible su utilización. La investigación incluye el seguimiento de varias instalaciones geotérmicas de baja temperatura mediante pozos que se encuentran en funcionamiento desde hace algunos años. Se llega a la conclusión de que técnicamente los sistemas geotérmicos de baja entalpía utilizados son factibles y permiten reducir costos. Los sistemas que utilizan aguas subterráneas, sistemas geotérmicos abiertos, presentan ventajas frente a los sistemas geotérmicos cerrados verticales, por tener costos iniciales que generalmente suelen ser menores. En España no existe ninguna Ley de Geotermia que regularice el uso del recurso geotérmico otorgando concesiones de exploración y explotación. La regulación en el caso de utilizar aguas subterráneas la tenemos en el Consejo Regulador de Aguas.

Memoria para optar al título de Geólogo / Las ciudades de San Fernando y Pichidegua se encuentran en la Depresión Central, en los 34,5°S aproximadamente. Las zonas de estudio presentan intensa actividad agrícola, que se sustenta por medio de las aguas subterráneas aprovechadas mediante pozos. La presencia de agua y de perforaciones son las que han llevado a la realización de esta memoria cuyo objetivo general es analizar en detalle los acuíferos para evaluar el potencial geotérmico asociado a estas aguas subterráneas. La idea es proporcionar datos y, mostrar potenciales aplicaciones que contribuyan a la difusión del uso directo de la geotermia en las áreas estudiadas. En las zonas de estudio no existe una caracterización de detalle de este recurso, por lo tanto, después de recopilar antecedentes geológicos e hidrogeológicos se realizaron terrenos para medir la temperatura y la conductividad eléctrica del agua subterránea (logs verticales) en pozos disponibles y, la resistividad eléctrica de los sedimentos con técnicas geofísicas (TEM y ERT). A partir del análisis de los perfiles de temperatura medidos, se define un acuífero detrítico cuya influencia externa no desaparece a los 10-15 m como es usual, sino que se observan comportamientos de pozos en los que las temperaturas medidas en invierno y verano se mantienen diferentes a los 40 m indicando que el comportamiento del acuífero es muy variable. Esto se puede relacionar a que los primeros 40 m del acuífero, en ambas zonas de estudio, están sujetos a posibles procesos de recarga durante todo el año. A partir de aproximadamente 5 m de profundidad, la temperatura del acuífero es superior a los 17°C en Pichidegua y superior a los 16°C en San Fernando. Usando estos valores de temperatura y, los caudales otorgados por la DGA, se ha estimado una energía extraíble del acuífero de 279,1 kW, con lo que se puede suplir la potencia energética demandada de 6,5 invernaderos de 150 m² de tomates y 10 invernaderos de lechugas, con las mismas dimensiones. El número de viviendas tipología T2 (peor caso) cuya demanda es factible suplir en Rengo (cercanías de Pichidegua) es de 9,8, mientras que en San Fernando es de 10,6. Con respecto a las viviendas más comunes, se obtuvo que en Rengo-Pichidegua se puede suplir la demanda de 129,2 viviendas T5, y 206,7 viviendas T8 en San Fernando.

Geólogo / La energía geotérmica se presenta como una buena solución frente a los problemas que enfrenta la industria energética y de climatización de espacios hoy en día, entre los cuales destaca la contaminación y el factor de planta. Sin embargo, muchas veces la perforación de los pozos supone costos muy elevados, imposibilitando este tipo de proyectos. Es por esto que en las últimas décadas se ha considerado rehabilitar pozos de gas y petróleo abandonados como pozos geotérmicos, ahorrándose de esta manera los costos asociados a la perforación. El objetivo de este trabajo es desarrollar una metodología que permita cuantificar de manera sencilla el potencial energético extraíble a partir de la rehabilitación de un pozo petrolero abandonado. En este trabajo se considera la rehabilitación de pozos petroleros como intercambiadores de calor verticales cerrados coaxiales. La metodología aquí descrita considera los siguientes pasos: en primer lugar se realiza una preselección de los pozos candidatos según su distancia al poblado o lugar de interés, luego se recolecta la información de pozos relevante para el estudio y, finalmente, se procesan los datos mediante una herramienta analítica para determinar la energía y temperatura que se puede extraer de cada pozo. Adicionalmente, esta metodología fue puesta a prueba ocupando el poblado de Punta Delgada como ejemplo. Para ello se utilizaron los datos de los pozos petroleros pertenecientes a la Empresa Nacional del Petróleo, ubicados en Magallanes. Aplicando esta metodología en Punta Delgada se encontró que el mejor pozo para ser rehabilitado es CHULENGO 1 el cual se ubica a 660 metros del centro del poblado. Para este pozo, se generaron dos escenarios posibles, el primero considerando menores exigencias que el segundo. En ambos casos los resultados fueron positivos, encontrándose ahorros que representan un 97,53% y un 94,97% del consumo anual total de gas destinado a la climatización de espacios de Punta Delgada. Considerando que el gradiente geotermal promedio para la cuenca de Magallanes es de 0,049 [°C/m] y que contiene más de 1400 pozos petroleros en estado de abandono, se postula que este trabajo puede ser replicado en poblados similares, como por ejemplo Cerro Sombrero. / Este trabajo ha sido financiado por el Centro de Excelencia en Geotermia de los Andes (CEGA). proyecto FONDAP CONICYT 15090013

A través de los años se ha incrementado la demanda de energía eléctrica en el Perú, además se ha limitado el crecimiento de las centrales de fuentes renovables ocasionando una dependencia hacia las centrales no renovables y una baja diversificación de la matriz energética; por tal motivo se realizaron diferentes estudios de aprovechamiento de recursos renovables para la generación de energía eléctrica. Basándose en estos estudios se desarrolló un proyecto de dimensionamiento de una central eléctrica en Moquegua, el cual pueda conectarse al SEIN. El objetivo general fue Dimensionar una central geotérmica de 8 MW en Moquegua, así mismo se planteó como objetivos específicos Analizar la situación actual de la generación y trasmisión de energía eléctrica en el Perú, Determinar la ubicación geográfica de la central geotérmica, Evaluar el potencial energético de la central geotérmica y Dimensionar la central geotérmica. Los resultados evidenciaron que la instalación de la central geotérmica es viable.

En el país es poco común el uso de energías renovables, por ello es importante que se difundan las tecnologías asociadas al uso de este tipo de recursos. La energía geotérmica superficial es un recurso que se puede aprovechar prácticamente en toda la corteza terrestre, no proporciona una cantidad de energía elevada, pero si tiene aplicaciones que reducen la producción de CO2 (por sistemas de calefacción) y el consumo de energía. En la investigación se analizan los sistemas geotérmicos de baja entalpia, específicamente las cimentaciones termoactivas, las cuales consisten en incorporar el intercambiador de calor en la estructura de la cimentación, esto aunado a la bomba de calor y el sistema de distribución constituye un uso importante de la energía geotérmica somera en los sistemas de calefacción de edificaciones. Para desarrollar las cimentaciones termoactivas es necesario realizar estudios previos tales como, estudio de características geotécnicas y térmicas del suelo, hidrogeología y geología. / The use of renewable energies is rare in the country, so it is important that the technologies associated with the use of this type of resources be disseminated. Surface geothermal energy is a resource that can be used practically throughout the earth's crust, it does not provide a high amount of energy but it does have applications that reduce CO2 production (by heating systems) and energy consumption. The research analyzes low enthalpy geothermal systems, specifically thermoactive foundations, which consist of incorporating the heat exchanger in the foundation structure, this together with the heat pump and the distribution system constitutes an important use of shallow geothermal energy in building heating systems. To develop thermoactive foundations it is necessary to carry out previous studies such as a study of the geotechnical and thermal characteristics of the soil, hydrogeology and geology. / Tesis

[ES] Uno de los mayores retos para el mercado de bombas de calor geotérmicas es el alto coste asociado a la perforación de los intercambiadores de calor geotérmicos. Conseguir unos intercambiadores de calor geotérmicos más eficientes reduciría dicho coste, ya que sería necesaria una menor longitud de intercambiador para obtener las mismas temperaturas de trabajo en él (misma eficiencia de la bomba de calor). La eficiencia térmica de un intercambiador de calor geotérmico está caracterizada por su resistencia térmica. Dicha resistencia térmica depende de una serie de elementos entre los que se encuentran: propiedades y caudal del fluido que recorre el intercambiador de calor, diámetro de la perforación geotérmica, geometría y materiales de la tubería del intercambiador de calor y las propiedades del material de relleno de la perforación (grouting). Cuanto mayor sea la resistencia térmica del intercambiador de calor, menor será el calor transferido entre el fluido caloportador y el terreno, traduciéndose en una necesidad mayor de longitud de intercambiador enterrado. Por lo tanto, es necesario una reducción de este parámetro al mínimo posible. En consecuencia, el objetivo principal de esta tesis doctoral consiste en, a partir de un modelo analítico comprensivo de cuantificación del impacto de los parámetros anteriores, realizar un estudio detallado para analizar su influencia combinada en la resistencia térmica del intercambiador geotérmico, pero también examinando dicho efecto en otros planos, como costes económicos de ejecución del intercambiador y de explotación (consumo eléctrico de la bomba de calor y costes de bombeo asociados). / [CA] Un dels majors reptes per al mercat de bombes de calor geotèrmiques és l'alt cost associat a la perforació dels bescanviadors de calor geotèrmics. Aconseguir uns bescanviadors de calor geotèrmics més eficients reduiria aquest cost, ja que seria necessària una menor longitud de bescanviador per a obtenir les mateixes temperatures de treball en ell (mateixa eficiència de la bomba de calor). L'eficiència tèrmica d'un bescanviador de calor geotèrmic està caracteritzada per la seva resistència tèrmica. Aquesta resistència tèrmica depèn d'una sèrie d'elements entre els quals es troben: propietats i cabal del fluid que recorre el bescanviador de calor, diàmetre de la perforació geotèrmica, geometria i materials de la canonada del bescanviador de calor i les propietats del material de farciment de la perforació (grouting). Com més gran sigui la resistència tèrmica del bescanviador de calor, menor serà la calor transferida entre el fluid termòfor i el terreny, traduint-se en una necessitat major de longitud de bescanviador enterrat. Per tant, és necessari una reducció d'aquest paràmetre al mínim possible. En conseqüència, l'objectiu principal d'aquesta Tesi Doctoral consisteix en, a partir d'un model analític comprensiu de quantificació de l'impacte dels paràmetres anteriors, realitzar un estudi detallat per a analitzar la seva influència combinada en la resistència tèrmica del bescanviador geotèrmic, però també examinant aquest efecte en altres plans, com a costos econòmics d'execució del bescanviador i d'explotació (consum elèctric de la bomba de calor i costos de bombament). / [EN] One of the biggest challenges for the ground source heat pump market is the high cost associated with drilling geothermal borehole heat exchangers. Achieving more efficient geothermal heat exchangers would reduce this cost, since a shorter exchanger length would be required to obtain the same working temperatures in it (same efficiency of the heat pump). The thermal efficiency of a geothermal heat exchanger is characterized by its borehole thermal resistance. This borehole thermal resistance depends on a number of parameters, mainly: properties and flow rate of the working fluid that flows through the borehole heat exchanger, diameter of the geothermal borehole, geometry and materials of the heat exchanger pipe and the properties of the borehole grouting material. The higher thermal resistance of the heat exchanger, the less heat is transferred between the heat carrier fluid and the ground, resulting in an increased requirement for the length of the buried heat exchanger. Consequently, it is essential to reduce this parameter to the minimum possible. Therefore, the main objective of this Ph. Doctoral Thesis is to carry out, based on a comprehensive analytical model of quantification of the impact of the above mentioned parameters, a detailed study to analyze their combined influence on the thermal resistance of the geothermal borehole, but also exploring this effect in other less researched areas, such as economic costs of running the exchanger and operating it (electricity consumption of the heat pump and associated pumping costs). / This research has received funding from the European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation program under grant agreement No [657982], [727583] and [792355]. / Badenes Badenes, B. (2020). Optimización teórico-experimental de sondas de calor para intercambio geotérmico (SGE) según condiciones hidrogeológicas, características geométricas y propiedades de sus materiales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/160477 / TESIS