Avance de la Geología y Tecnología para Aprovechamiento de Recursos Energéticos: Estudio de la Conductividad Térmica del Suelo y su Potencial para Sistemas de Baja Entalpía

Autor: Jaime Duque, Analista Técnico de Incubación IIGE.

Datos satelitales con teledetección por herramienta Climate Engine.

Desde tiempos remotos, el ser humano ha utilizado el conocimiento geológico para localizar fuentes de energía. En la antigüedad, se identificaban zonas con presencia de minerales y combustibles fósiles mediante la observación de afloramientos y la interpretación de las características del terreno de manera empírica. Es hasta la publicación del primer mapa geológico en 1807 que se abrió camino a la exploración y explotación de recursos naturales de forma más tecnificada. Por consiguiente, en geología se han desarrollado técnicas cada vez más sofisticadas para la exploración de yacimientos, ya sean minerales, petróleo o gas. También, a partir del lanzamiento del satélite Landsat-1 en 1974, que fue el primer satélite diseñado específicamente para la observación de la Tierra y sus recursos naturales, se dio un inicio al uso de técnicas de análisis de datos geoespaciales y aprendizaje automático.

La actividad del ser humano a través de los tiempos ha tratado de aprovechar los recursos energéticos disponibles, desde el descubrimiento y control del fuego, hace más de ochocientos mil años, luego durante milenios el uso de energía animal y humana, y posteriormente fuentes como la energía eólica e hidráulica. Posteriormente, en la edad media se da comienzo a la utilización del carbón como combustible, hasta la revolución industrial en el siglo XIX que marcó un impulso energético con el descubrimiento y utilización de combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas natural, transformando la industria y la sociedad a través de la máquina de vapor, y con el posterior desarrollo de la electricidad por la invención de la bombilla incandescente, revolucionando la iluminación y popularizando el uso de la electricidad. Más tarde, siglo XX fue testigo del advenimiento de la energía nuclear y las últimas décadas, ha habido un enfoque creciente en el desarrollo y la utilización de energías renovables como la solar, la eólica, la hidroeléctrica, la biomasa y la geotérmica.

La consecuente reducción de reservas en yacimientos de recursos energéticos convencionales, ha promovido la investigación y uso de energías más limpias y sostenibles tales como la energía geotérmica, que tiene como principio el aprovechamiento del calor natural del interior de la Tierra, encontrados desde varios kilómetros hasta 1-2 metros de profundad. Una utilidad con poco campo de investigación en la región Andina, pero cada vez más frecuente es el aprovechamiento de calor por medio de sistemas geotérmicos de baja entalpía, que consisten en una forma eficiente y sostenible de climatizar edificios utilizando la energía radiante del sol acumulada en el suelo. Esta energía puede ser extraída por medio de una configuración de tuberías enterradas en el suelo y transferida a una bomba de calor geotérmica, que son dispositivos tecnológicos que utilizan un refrigerante para conducir este calor en otro lugar (como el interior de una vivienda o producir agua caliente). Entre otros factores, el determinante para el diseño de un sistema geotérmico es el valor de la conductividad térmica del suelo, que se refiere a la capacidad del mismo para transferir calor.

En Ecuador se han investigado los valores de conductividad térmica del suelo para una profundidad de 1-2 metros. Esta investigación está basada en la representación cartográfica de la conductividad térmica de los suelos, inspirada en metodología del proyecto THERMOMAP que relacionan factores como: textura/tamaño de grano del suelo, densidad del suelo y contenido de humedad del suelo. Los valores de conductividad térmica calculados se representan en el “Mapa de Conductividad Térmica de Suelos del Ecuador”, cuyos valores se encuentran aproximadamente entre 2.40 W/mk y 0.9 W/mk.

Los valores de conductividad térmica obtenidos son un aporte significativo para el aprovechamiento del recurso geotérmico de baja entalpía para el diseño e implementación de sistemas geotérmicos que utilizan bombas de calor, contribuyendo así al desarrollo de soluciones energéticas sostenibles en el país.

Te invitamos a conocer más en el siguiente enlace: https://bit.ly/4kvW1bN