Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / La presente obra busca analizar la Ley no. 19.657 sobre Concesiones de Energía Geotérmica con el fin de tratar por primera vez en profundidad esta norma y constituir así un aporte real, especialmente a las autoridades encargadas del tema. Se ha procedido en primer lugar a estudiar la constitucionalidad y legalidad de la ley y a detectar los posibles conflictos que existan con otras leyes, ya sean estos aparentes o reales. También se ha buscado hacer mención de todo posible vació o pasajes oscuro, pero siempre presentando alguna posible vía de solución al problema; ya que de otra forma esta obra no sería un verdadero aporte. Por esto esperamos que el presente trabajo se constituya en una contribución real y efectivas para las autoridades y muy especialmente para el Ministerio de Minería.

El documento digital no refiere un asesor / Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Analiza los esquemas termodinámicos de los ciclos Flash, Binario y Combinado para una planta geotérmica de 10 MW, se realizan los cálculos termodinámicos de manera analítica y a través de un modelamiento mediante el Software Aspen Hysys, con el fin de tener mayor certeza en los resultados obtenidos, tomando como factor el valor de la potencia obtenida por unidad de flujo másico extraído del yacimiento geotérmico. / Tesis

Ingeniero Civil / La energía geotérmica constituye una fuente inagotable de energía que puede ser extraída de la tierra por medio del 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. Este estudio consiste en la evaluación técnica, económica y legal de implementar sistemas geotérmicos de baja entalpía en Chile, orientados a la generación de calor para calefacción de viviendas típicas chilenas ubicadas en dos zonas características del país. El estudio técnico contempla la inclusión de estructuras tales como pozos o norias (ociosas) que puedan ser usados en estos sistemas, reduciendo el alto costo inicial que tiene la implementación de un sistema geotérmico de baja entalpía. Se presentan mapas de procesos que permiten esclarecer los pasos legales de la solicitud de aprovechamiento del recurso geotérmico. La investigación incluye estudios económicos en Santiago y Puerto Montt, comparando los costos de calefaccionar, logrando el confort térmico, en tres viviendas distintas por medio de la geotermia de baja entalpía y sistemas convencionales de calefacción más representativos en las ciudades descritas. Se desarrollan dos diseños de sistemas geotérmicos de baja entalpía identificando tres grandes áreas de diseño: El sistema de intercambio de calor geotérmico, la bomba de calor y el sistema de distribución dentro del hogar. La bomba de calor es fundamental para el desarrollo del sistema, ya que, constituye la mayor ganancia de calor con un Coeficiente de desempeño (COP) cercano a 4. Se destaca que los sistemas de distribución estudiados son los radiadores convencionales y los basados en Fan Coils, identificando estos últimos con un mejor desempeño, también un menor número de terminales haciéndolo viable constructivamente. Técnicamente los proyectos propuestos son factibles de construir pero económicamente tienen un costo inicial alto, cercano a los $23 millones, que puede ser mermado con el uso de estructuras ociosas que permiten reducir los costos iniciales hasta en un 40%. Por otra parte, los costos operacionales son considerablemente más bajos comparado con sistemas convencionales de calefacción. Los sistemas que utilizan aguas subterráneas tienen ventajas por tener costos iniciales que generalmente pueden ser menores a los sistemas verticales cerrados, pero tienen la complicación que no siempre se tiene el recurso de agua subterránea cerca de la instalación o bien no se cuenta con el derecho de uso de agua subterránea. En el ámbito legal en Chile, el año 2010 se aprobó la Ley de Geotermia N° 19.657 que norma el uso del recurso geotérmico otorgando concesiones de exploración y de explotación. La deficiencia de la nombrada ley es que está pensada para proyectos eléctricos de alta entalpía y no para proyectos de aprovechamiento a menor escala, es decir, no hace diferencia alguna sobre tipos de geotermia, teniendo exigencias muy altas para proyectos geotérmicos de baja entalpía, y plazos de concesión muy bajos, siendo necesaria una modificación a la Ley actual.

Tese (livre-docencia) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:56:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Milanez_LuizFernando_LD.pdf: 3692098 bytes, checksum: 15321e09c17e28951e9c93a4b10c6db9 (MD5) Previous issue date: 1985 / Resumo: Todo equipamento eletrônico dissipa uma certa quantidade de energia na forma de calor. A extrema miniaturização dos dispositivos eletrônicos agravou o problema térmico. Em muitos casos os componentes eletrônicos são montados de tal forma que a esteira causada pelas fontes de calor inferior afetam os outros elementos posicionados a jusante. Este problema é tratado neste trabalho. Inicialmente, o problema fundamental de uma fonte térmica linear horizontal sobre uma superfície vertical adiabática e resolvido por similaridade. De acordo com a técnica de ordem de grandeza, são consideradas duas variáveis de similaridade, uma para Pr < 1 e outra para Pr > 1. Os resultados teóricos do perfil de temperatura na camada limite e da distribuição de temperatura na superfície são comparados com resultados experimentais obtidos em água, apresentando boa concordância. Na segunda parte deste trabalho e efetuado um estudo experimental da interação entre dois aquecedores, com um posiciona do na esteira do outro. A velocidade induzida pelo aquecedor inferior tende a aumentar o coeficiente de transferência de calor no aquecedor superior, porém este efeito é, de alguma forma, contrabalançado pelo pré-aquecimento do fluido. Estes fatores, portanto têm efeitos opostos sobre o coeficiente de transferência de calor no aquecedor superior, com o efeito resultante sendo função das taxas de dissipação dc calor e do espaçamento entre os aquecedores. Os aquecedores considerados são de geometrias comumente encontradas cm circuitos eletrônicos, tais como um par de tiras horizontais sobre uma superfície vertical o um par de cilindros de pequeno diâmetro sobre uma superfície vertical, adjacentes à superfície ou afastados de uma distância igual ao diâmetro. As tiras simulam pastilhas enquanto que os cilindros simularam resistores. As experiências foram feitas com água e ar / Abstract: Every electronic equipment dissipates a certain amount of energy as heat. The extreme miniaturization of electronic devices has worsened the thermal problem. In many cases the electronic components are mounted in an array and the wake due to the lower heat sources affects other elements located downstream. This problem is treated in the present work. Initially, the fundamental problem of the horizontal line source on an adiabatic vertical surface is solved by similarity. According to the scale analysis technique, two similarity variables arc considered, one for Pr < 1 and other for Pr > 1. Theoretical results of the boundary layer temperature profile in the fluid and of the surface temperature distribution arc compared to experiments carried out in water; the agreement is very good. In the second part of this work, an experimental study of the interaction of two heaters is performed with one in the wake of the other. Streamwise velocities induced by the lower heater in the fluid tend to enhance the heat transfer coefficient in the upper heater, but this effect is, however, somewhat offset by the preheating of the fluid. These factors therefore have opposite effects or. the upper heater heat transfer coefficient, with the resulting effect being a function of the heat release rates and also the distance between the heaters. The heaters considered were some of the common geometries found in electronic circuitry, like a pair of horizontal wide strips on an adiabatic vertical surface and a pair of small diameter horizontal cylinders on a vertical surface, cither adjacent to the surface or separated by a distance equal to the diameter. The strips simulate chips while the cylinders simulate resistors. Measurements were taken in both air and water / Tese (livre-docencia) - Univer / Livre-Docente em Engenharia Mecanica

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / Con el fin de apoyar la evaluación del potencial de baja entalpía y una futura explotación de los recursos geotérmicos en la Provincia de Talca, se realiza un estudio gravimétrico, entre los 35° y 35,6° S, el cual busca determinar el espesor del relleno sedimentario y definir la geometría del basamento en la zona de estudio. Este levantamiento gravimétrico consta de seis perfiles, Este- Oeste, que se extienden desde la Cordillera de los Andes hasta la Cordillera de la Costa y dos perfiles de orientación Norte-Sur que cruzan los Este-Oeste. En total, el levantamiento gravimétrico está constituido por 512 estaciones. Luego de procesar los datos de gravedad, se obtiene el mapa de anomalía residual. Con este mapa se modela, en 2D, el relleno sedimentario con una densidad de 2,0 g/cc, obteniendo la profundidad y geometría del basamento en la cuenca de la Provincia de Talca. Estos modelos arrojan profundidades del basamento de alrededor de 500 m y que el espesor del relleno sedimentario aumenta hacia el Sur. Además, se realiza una inversión de los datos de anomalía residual, obteniendo un modelo 3D de de la distribución del contraste de densidades en la cuenca estudiada. Las densidades del relleno sedimentario encontradas con la inversión, van desde los 1,8 g/cc (en superficie) hasta los 2,3 g/cc (alrededor de los 600 m de profundidad). En la zona de estudio se identifican dos sistemas de fallas al Este de la Depresión Central, la Falla Pocuro- San Ramón y la Falla Los Ángeles- Infiernillo. Al modelar el Perfil 3, el cual pasa sobre la traza de la Falla Pocuro- San Ramón, se advierte la influencia de esta falla. Este mismo efecto se observa en los modelos de los perfiles 6, 8 y 9, por esta razón se cree que la Falla Los Ángeles- Infiernillo se extendería hacia el Sur. Finalmente se modela la transferencia de calor a través del basamento y del relleno sedimentario, observando que si se desea hacer una perforación de a lo más 200 m conviene hacerla en la cuenca más delgada, debido a que a la misma profundidad esta tiene una mayor temperatura que la cuenca principal. A una mayor profundidad es necesario observar como se distribuyen las isotermas en el modelo de transferencia de calor, para determinar dónde se alcanza una mayor temperatura.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / Ingeniero Civil / El desarrollo de los intercambiadores de calor como sistemas de aprovechamiento de energía geotérmica de muy baja entalpía, ha contribuido de forma significativa a reducir el consumo de energía en la climatización de edificios. Para obtener un buen rendimiento de este tipo de sistemas es necesario realizar un diseño óptimo, lo cual requiere una buena estimación de los parámetros térmicos. El test de respuesta térmica (TRT) es el método actualmente empleado para la determinación de las propiedades térmicas del suelo para el diseño de sistemas geotérmicos de muy baja entalpía tradicionales. Los sistemas de pilotes geotérmicos utilizan los pilotes de fundación requeridos en la construcción de edificios, como intercambiadores de calor con el suelo, al incorporarle un circuito de tuberías en su interior por donde fluye el líquido transportador de calor. Estos sistemas son relativamente nuevos y presentan ciertas diferencias con respecto a sistemas tradicionales, lo que hace necesario estudiar la validez de aplicar pruebas TRT para su diseño. Lo anterior es la motivación del trabajo de esta tesis, en la cual se utilizó un modelo numérico desarrollado en COMSOL Multiphysics® para reproducir TRTs sintéticos en un pilote geotérmico bajo ciertas condiciones ideales. Basado en el análisis de los resultados de las simulaciones numéricas, se concluye que la interpretación de los resultados de TRTs en este tipo de sistemas es complejo, ya que dependen de la relación entre la conductividad térmica del suelo y del concreto, la tasa de la capacidad calorífica volumétrica entre el suelo y el material de relleno, el diámetro del pilote, y el espaciamiento entre tuberías, entre otros factores. Los errores asociados a cualquiera de esos parámetros en la interpretación de dichas pruebas mediante el uso del método tradicional de análisis, que considera una fuente lineal de calor (LHS), pueden ser hasta un 50% de sobrestimación para pruebas de relativa corta duración. Por ejemplo, el análisis de las simulaciones indica que, para un pilote de un metro de diámetro, es necesario realizar pruebas de más de 400 horas para obtener resultados confiables. Además, estos errores pueden ser acumulativos lo que puede aumentar la incertidumbre respecto a la estimación de los parámetros de diseño. Por lo anterior, se recomienda utilizar el conjunto de resultados generados en este estudio para estimar factores de corrección que deben aplicarse al interpretar los resultados de TRT en pilotes geotérmicos. Se espera que de esta forma los resultados presentados en este estudio permitan una correcta interpretación de los resultados de pruebas de terreno de corta duración, con el consiguiente beneficio en términos logísticos y económicos.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / Ingeniero Civil / El desarrollo de los intercambiadores de calor como sistemas de aprovechamiento de energía geotérmica de muy baja entalpía, ha contribuido de forma significativa a reducir el consumo de energía en la climatización de edificios. Para obtener un buen rendimiento de este tipo de sistemas es necesario realizar un diseño óptimo, lo cual requiere una buena estimación de los parámetros térmicos. El test de respuesta térmica (TRT) es el método actualmente empleado para la determinación de las propiedades térmicas del suelo para el diseño de sistemas geotérmicos de muy baja entalpía tradicionales. Los sistemas de pilotes geotérmicos utilizan los pilotes de fundación requeridos en la construcción de edificios, como intercambiadores de calor con el suelo, al incorporarle un circuito de tuberías en su interior por donde fluye el líquido transportador de calor. Estos sistemas son relativamente nuevos y presentan ciertas diferencias con respecto a sistemas tradicionales, lo que hace necesario estudiar la validez de aplicar pruebas TRT para su diseño. Lo anterior es la motivación del trabajo de esta tesis, en la cual se utilizó un modelo numérico desarrollado en COMSOL Multiphysics® para reproducir TRTs sintéticos en un pilote geotérmico bajo ciertas condiciones ideales. Basado en el análisis de los resultados de las simulaciones numéricas, se concluye que la interpretación de los resultados de TRTs en este tipo de sistemas es complejo, ya que dependen de la relación entre la conductividad térmica del suelo y del concreto, la tasa de la capacidad calorífica volumétrica entre el suelo y el material de relleno, el diámetro del pilote, y el espaciamiento entre tuberías, entre otros factores. Los errores asociados a cualquiera de esos parámetros en la interpretación de dichas pruebas mediante el uso del método tradicional de análisis, que considera una fuente lineal de calor (LHS), pueden ser hasta un 50% de sobrestimación para pruebas de relativa corta duración. Por ejemplo, el análisis de las simulaciones indica que, para un pilote de un metro de diámetro, es necesario realizar pruebas de más de 400 horas para obtener resultados confiables. Además, estos errores pueden ser acumulativos lo que puede aumentar la incertidumbre respecto a la estimación de los parámetros de diseño. Por lo anterior, se recomienda utilizar el conjunto de resultados generados en este estudio para estimar factores de corrección que deben aplicarse al interpretar los resultados de TRT en pilotes geotérmicos. Se espera que de esta forma los resultados presentados en este estudio permitan una correcta interpretación de los resultados de pruebas de terreno de corta duración, con el consiguiente beneficio en términos logísticos y económicos.

Memoria para optar al título de Ingeniero en Alimentos / La presente Memoria tiene como objetivo estudiar la competitividad de la energía geotérmica en el sector agropecuario nacional, frente a otras fuentes convencionales de energía. También se analiza, en menor profundidad, la competitividad en el sector eléctrico. En primer lugar se hace un análisis del marco jurídico de la energía geotérmica, esto es la ley 19.657, sobre Concesiones de Energía Geotérmica. A juicio de expertos, lo cual compartimos, este es un marco adecuado para el desarrollo de la energía geotérmica. En el campo geotermoeléctrico, la geotermia ha demostrado ser plenamente competitiva con el gas natural, a precios del petróleo superiores a 50-60 dólares el barril, siendo estos precios los que seguramente regirán en el mercado tanto a mediano como corto plazo. La llegada al País de Enel, uno de los mayores operadores geotermoeléctricos en el mundo, demuestra lo anterior al igual que la gran cantidad de solicitudes de concesiones de exploración geotérmicas presentadas al Ministerio de Minería, en los dos últimos años. (sobre 30). En el campo de las aplicaciones no eléctricas, esto es como fuente directa de calor, se ha demostrado también la competitividad de la geotermia desde un punto vista técnico y económico frente al gas licuado, gas natural y petróleo diesel, con la ventaja adicional de que la geotermia prácticamente no emite dióxido de carbono y para los componentes indeseables que emite en pequeña cantidad, existe tecnología probada para abatirlos. El costo del capital asociado a una aplicación geotérmica es mayor que el de una instalación similar alimentada por combustibles convencionales. Sin embargo en este caso, la energía en si no tiene costo, excepto la mantención y operación del sistema geotérmico, tal como se puede apreciar en los estudios de prefactibilidad económica que se adjuntan. Es muy importante que los proyectos agropecuarios orientados a la exportación a países desarrollados, donde existe gran sensibilidad por los temas medioambientales, utilicen fuentes de energía renovables no convencionales, como la geotermia dado que su impacto en la naturaleza es prácticamente nulo / The present work has the objective of studying the competitiveness of the geothermal energy applied to the projects of the national agricultural, compared to other conventional sources of energy. Also it is analyzed, in minor depth the generation of electric power through geothermal energy. There is done an analysis of the juridical frame of the geothermal energy, these it is the law 19.657, on Grants of Geothermal Energy, in the opinion of experts, who I share, this it is a frame appropriate for the development of the geothermal energy. In the field of the power generation, the geothermal energy has demonstrated to be fully competitive with the natural gas, at prices of the oil superior to 35-40 dollars the barrel, being these prices those that surely will apply on the market so much to medium as short term. Enel's arrival to Chile, one of the bigger geothermal power operators in the world, it demonstrates the previous thing as the great quantity of requests of grants of geothermal exploration to the Ministry of Mining, in the last two years. (more than 30). In the field of the not electrical applications, that is geothermal direct heating systems, the competitiveness has been also demonstrated from a point of view technically and economically, compared to the liquefied gas, natural gas and oil diesel, with the additional advantage of which the geothermal energy practically does not emit dioxide of carbon and for the proved technology that exists to bring down the little undesirable components that emits. The capital cost of a geothermal application, is greater than a similar plant fed by conventional fuels. Other way, in this situation the energy is free, except the maintenance and operation of the geothermal system, how it is appreciated in the associates study of the economic feasibility. It is very important that in agricultural projects orientated to the exportation to developed countries where exists great sensibility to the environmental topics, use sources of geothermal energy provided that its impact in the nature practically does not exist

Geólogo / El arco volcánico andino incluye más de 200 estratovolcanes y al menos 12 sistemas de calderas gigantes potencialmente activos y, en la actualidad, no existe un método estándar para determinar las reservas geotermales asociadas a sistemas volcánicos no explorados. El área de estudio corresponde a la zona de la cordillera principal de la región del Maule, ubicada entre los 34.8º y 36.5º latitud sur, en la zona volcánica sur. El modelo magmático y estructural de la zona de estudio se presenta muy favorable a la ocurrencia de sistemas geotermales debido a la existencia de cámaras magmáticas someras y fallas formadas durante los periodos Cenozoicos de contracción, que generan la permeabilidad secundaria necesaria para el emplazamiento de estos sistemas. Los centros eruptivos se presentan como una característica de primer orden que permite localizar los sistemas geotermales e inferir distintos dominios en base a sus principales características. En este trabajo, se clasifican y caracterizan las aguas termales de la zona de estudio y, mediante el análisis de diferentes sistemas geotermales en el mundo, se integran capas de evidencia geológica, geoquímica y geofísica. A través del método de superposición ponderada, fue posible generar un mapa de favorabilidad geotérmica. El cual permite identificar zonas con alta probabilidad de ocurrencia de sistemas geotermales. En este trabajo se estiman volúmenes de cámaras magmáticas asociadas al volumen del edificio volcánico de cada complejo eruptivo. La estimación de volumen del edificio volcánico, se realiza mediante sistemas de información geográfica (SIG). Tras el análisis de distintas metodologías de estimación, se decidió modificar el método de transferencia de calor magmático, implementado inicialmente por Smith y Shaw (1975) y renovada por Sanyal et al. (2002). Combinando principios de transferencia de calor conductivo y volcanologia, es posible calcular la distribución de temperatura en el espacio y tiempo posterior al emplazamiento de un cuerpo magmático. Posteriormente se computa la energia potencialmente recuperable utilizando principios termodinámicos y la estimación de 3 factores de incerteza; profundidad de emplazamiento, edad de emplazamiento y temperatura inicial del magma. El análisis de los resultados obtenidos para distintos volúmenes de magma emplazado, permiten caracterizar la sensibilidad de esta metodología respecto a cada uno de los parámetros de incerteza y su correlación con el volumen de magma emplazado. En base a los antecedentes geológicos disponibles se calculó, para la región del Maule, una reserva geotermal explotable de 1.396 MWe.

El Sistema Geotermal Tolhuaca (SGT), ubicado en la zona norte de la IX Región de la Araucanía, Chile y, actualmente, bajo concesión de explotación, ha demostrado ser uno de los más prometedores del sur del país para la generación de energía geotérmica. Durante su proceso exploratorio, se han realizado perforaciones de hasta 2 km, entre las cuales destaca el sondaje de diamantina Tol-1, de 1073 m de profundidad, dada su disponibilidad para el desarrollo de la investigación en cuestión. En este trabajo se realiza un estudio de detalle de la alteración hidrotermal en microestructuras orientadas (i.e. vetas, vetas-fallas, fallas, vetas-brechas), complementando trabajos estructurales previos, además de modelaciones geoquímicas que permitan esclarecer el rol de factores como la litología, temperatura y composición del fluido en la alteración de este sistema. Los resultados sugieren que el SGT ha sido afectado por 4 etapas evolutivas bien diferenciadas: (1) calentamiento y ebullición, (2) formación de fluidos reactivos ácidos y carbonatados calentados por vapor, (3) ebullición y despresurización, (4) posterior a pérdida de CO2. Sin embargo, las observaciones mineralógicas y estructurales indican una segmentación de los procesos, sobre todo en la zona más profunda del pozo. La alteración hidrotermal muestra una estrecha correlación con los dominios estructurales, evidenciando una segmentación química y estructural del sistema. Además, se reconoce una zona superficial de alteración argílica (0 - 300 m) dominada por aguas calentadas por vapor, caracterizada por arcillas (sme, -chl/sme) y óxidos de Fe; una intermedia de alteración sub-propilítica (300 - 670 m) con una extensiva e intensa presencia de arcillas (chl/sme), las que conforman una capa sello impermeable, y una profunda de alteración propilítica (670 - 1073 m), representada por la ocurrencia de epidota y que constituye la parte superior permeable del reservorio. La capa sello, propuesta en esta investigación, es anómala y difiere de los modelos clásicos, sugiriendo que las características estructurales ejercen un rol fundamental en su proceso de formación, siendo un factor de primer orden a considerar en futuras exploraciones.