Imagen tomada de: López-Acosta, N. & Barba, David. (2018). Pilas o pilotes de energía: cimentaciones termoactivas para el aprovechamiento de recursos geotérmicos.
https://www.researchgate.net/publication/325676863_Pilas_o_pilotes_d e_energia_cimentaciones_termoactivas_para_el_aprovechamiento_de_ recursos_geotermicos
Las consecuencias de la emisión de los gases de efecto (GEI) que se han materializado en el Cambio Climático, fenómeno cuyo impacto se están sintiendo en todo el globo terráqueo, han hecho ineludible la necesidad de que los países modifiquen hábitos de consumo energético y empleen energías de fuente renovable. Por lo anterior, la Organización de las Naciones Unidas ha liderado discusiones mundiales sobre los cambios requeridos en el sistema productivo para aminorar el daño ambiental, además de fomentar la firma de acuerdos y compromisos, tales como la agenda 2030. Colombia, ante los convenios pactados, ha ideado su Plan Energético Nacional proyectado al 2050, con objetivos tales como ampliar la cobertura energética a todo el territorio y adicionalmente la utilización de tecnologías innovadoras para reducir las emisiones de CO2.
Por otro lado, tanto la academia como el sector empresarial, han respondido ante la necesidad de transformación del suministro energético con el desarrollo de tecnología con fuentes energéticas limpias; una de las mas innovadoras es la bomba de calor geotérmica (BCG), en la que se emplea con fuente calórica el subsuelo, siendo esta tecnología de demostrada eficiencia energética. En este documento se explora la posibilidad de que el departamento de Amazonas, al tener su subsuelo las condiciones adecuadas, albergar proyectos residenciales con la BCG.
Descripción del problema y objetivos …………….….…………...................6
Capítulo 1: Recursos geotérmicos…………………....................................10
Capítulo 2: Potencialidades zona de estudio……......................................14
Capítulo 3: Aspectos técnicos bombas de calor geotérmica………………19
Capítulo 4: Antecedentes………………………………………………………27
Capítulo 5: Propuesta: Bomba de Calor geotérmico en edificio en Leticia (Amazona s) ……………………………………………………………………..30
Capítulo 6: Proyecto enmarcado en Planes Energéticos Colombia 2050…………… …………………………………………………………..….….36
Conclusiones…………………………………………………………………….42
Referencias bibliográficas……………………………………….……..………44
El cambio climático y otras consecuencias de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en aumento, han conducido a académicos, políticos, activistas y otros componentes de la sociedad civil a pensar en alternativas para reducir el daño medioambiental. Uno de los campos que desde los acuerdos y conferencias internacionales se ha priorizado es la reducción de emisiones de CO2 a través de la generación de energía con fuentes renovables.
De hecho, el séptimo objetivo de la agenda 2030, firmada en 2015, fue titulado como “energía asequible y no contaminante”, con tres pilares específicos, a saber: acceso a la energía, la eficiencia energética y la energía renovable. Por tanto, los esfuerzos mundiales deberán encauzarse a la provisión de energía para la población que carece de ella o la recibe con irregularidad, que según cálculos de la Organización de las Naciones Unidas representa el 13% de los habitantes de la tierra. Por otro lado, el sector energético es el responsable del 60% de las emisiones de los GEI y por eso el reto de los países es la generación de energía de fuentes limpias, que para el 2015 representaba solo el 17.5 % de la producción mundial, para conseguir esta meta. (ONU, 2015).
Los países han respondido afirmativamente a este objetivo de desarrollo sostenible, con la financiación numerosos de proyectos energéticos que usan la energía de fuentes renovables tales como la hidráulica, solar, eólica, biomasa, geotérmica, entre otras. Colombia no ha sido la excepción en estos esfuerzos internacionales, tal como queda claro con el hecho de contar con una 84,2% generación de energía de fuentes renovables. Adicionalmente, para orientar los esfuerzos nacionales, la Unidad de Planeación Minero Energética (UPME) preparó el Plan Energético Nacional 2020 –2050, el cual fija entre otros objetivos, la reducción de la generación de energía de fuente fósil y la búsqueda de “fuentes no convencionales” para que la población colombiana tenga una cobertura completa de suministro energético. (
Por tanto, son necesarios la presentación de proyectos energéticos innovadores, que afecten positivamente el suministro energético especialmente a los territorios o Zonas No Interconectadas (ZNI), como es el caso de varias localidades del departamento del Amazonas. Para esta problemática evidenciable, se presenta como alternativa de solución la bomba de calor geotérmica, la cual puede suministrar energía a hogares o edificios con un gran eficiencia energética y reducción de emisiones de CO2, en contraposición con la opción más empleada que son los aires acondicionados.
Según el Registro de Proyectos de Generación de la UPME (2023) existe un total de 1706 proyectos registrados, de los cuales sólo 4 corresponden al departamento del Amazonas, específicamente a Leticia.
Los tipos de proyectos que predominan entre los proyectos registrados son solar e hidráulico, sólo aparece un (1) proyecto relacionado con los recursos geotérmicos de ISAGEN S.A, denominado “Proyecto Geotérmico del Macizo Volcánico del Ruiz”, ubicado en Villamaría (Caldas).
Los cuatro (4) proyectos en Leticia corresponden a proyectos de energía solar.
https://www1.upme.gov.co/siel/Pages/Inscripcion-proyectos-generacion.aspx
Tal como se puede apreciar, es un terreno inexplorado a la fecha en Colombia.
Elaboración propia. Datos tomados de UPME (2023). Inscripción de Proyectos de Generación.Elaborar un proyecto de instalación de una bomba de calor geotérmica para un edificio que podrá localizarse en Leticia, amazonas
1. Explorar en la literatura académica disponible las características de la energía geotérmica y sus potencialidades como tecnología de energía renovable.
2. Realizar un estudio detallado del subsuelo del departamento de Amazonas, para determinar las potencialidades de este territorio para la puesta en funcionamiento de la bomba de calor geotérmica.
3. Estudiar las particularidades de la bomba de calor geotérmica, su proceso de instalación y su impacto en la reducción de los GEI.
4. Revisar casos de aplicación de la bomba de calor geotérmica en diferentes lugares, evaluando sus impactos en el consumo energético, la eficiencia y el ahorro económicos.
5. Presentar un diseño de instalación de una bomba de calor geotérmico para un hotel localizado en Leticia.
6. Relacionar los objetivos del Plan Energético Nacional con las oportunidades ofrecidas por la bomba de calor geotérmica en términos medioambientales y económicos.
Imagen tomada de Aldariz, I. F. (2021). Energía geotérmica y Geotermia. Greenteach https://www.greenteach.es/energia-geotermica/
Según CEGA (2022), la Tierra surgió hace unos 4.540 millones de años cuando grandes cantidades de partículas de gas y polvo se fusionaron en una masa fundida. Aunque desde entonces el planeta ha estado experimentando un proceso de enfriamiento, su interior mantiene una temperatura extremadamente alta (más de 6.700°C). Este calor se desplaza hacia la superficie, dando lugar a un gradiente geotérmico, un incremento constante de temperatura que se presenta al descender en profundidad, con alrededor de 3ºC por cada 100 metros. Adicionalmente al gradiente geotérmico, la superficie terrestre recibe una gran cantidad de energía solar. Las capas de rocas y sedimentos en la superficie tienen la capacidad de almacenar esta energía solar, funcionando prácticamente como reservorios de calor, lo que contribuye a mantener una temperatura constante durante todo el año. Este fenómeno es especialmente significativo para la eficacia de la climatización mediante sistemas de geotermia.
Según CEGA (2022) en cuanto a los sistemas de intercambio de calor, existen dos tipos principales. El sistema abierto implica la extracción y reinyección de agua desde un acuífero o cuerpo de agua, manteniendo una temperatura constante. Es eficiente pero requiere un suministro constante de agua. El sistema cerrado involucra circular agua en un circuito cerrado de tuberías enterradas o sumergidas en agua, utilizando un líquido anticongelante. Puede ser horizontal (enterrado) o vertical (pozos profundos), y en cuerpos de agua superficiales se llama "pond loop". La elección depende del tipo de recurso geotérmico.
Tabla tomada de CEGA (2022)
Según CEGA (2022) los depósitos de sedimentos saturados en agua (acuíferos) son la fuente de energía térmica con mayor potencial, ya que su presencia de agua mejora la conductividad térmica, lo que hace que sean más eficientes para la generación de energía geotérmica a través de sistemas cerrados. Estos depósitos se recomiendan para la implementación de colectores geotérmicos verticales abiertos, especialmente cuando presentan suficiente permeabilidad y están compuestos principalmente por arenas y gravas.
Los depósitos de sedimentos secos, aunque también son una fuente geotérmica, tienen una conductividad térmica más baja debido a la presencia de aire entre los sedimentos, lo que los hace menos eficientes en comparación con los sedimentos saturados en agua.
Tabla tomada de CEGA (2022)
Elaboración propia. Datos tomados de SGC Servicio Geológico Colombiano (2020). Mapa Geológico de Colombia https://www2.sgc.gov.co/MGC/Paginas/mgc_1M2020.aspx#
Según SGC (2020), la capital de Amazonas, Leticia se encuentra ubicada sobre las zonas geológicas Q-t y Q-al, que presentan las siguientes características segú SGC (2013):
Los depósitos aluviales (Qal) son el resultado de la erosión y sedimentación de materiales por la acción de ríos en épocas de gran caudal y en momentos secos. Estos depósitos se encuentran en las llanuras cercanas a ríos trenzados y se componen principalmente de cantos, gravas y arenas. Estas áreas forman barras de meandro que a veces están cubiertas por agua de afluentes. Con el tiempo, pueden desarrollar vegetación, lo que aumenta su resistencia a la erosión. Los depósitos aluviales tienen granulometría que varía desde arenas medias a finas en el lecho del río hasta limos y arcillas en la llanura de inundación. Las corrientes cambian de trenzadas a meándricas en las llanuras, formando meandros abandonados y lagos en forma de media luna. Los depósitos también pueden contener materia orgánica y formar características como artesas lagunares y lagunas. En las áreas cercanas al cauce, se encuentran materiales gruesos como arena, grava y bloques, mientras que los materiales más finos como limo y arcilla se encuentran en áreas más alejadas. Las geoformas relacionadas con estos depósitos incluyen cauces, albardones, barras, lagos en media luna, lagunas naturales, meandros abandonados y planos anegadizos.
Imagen tomada de Castilla, G. (2020). Sedimentos aluviales – Geología desde Ávila.. https://geolodiaavila.com/tag/sedimentos-aluviales/
Las terrazas aluviales (Qt-Qt1) son depósitos aluviales ubicados en los márgenes de ríos principales y secundarios, resultantes de la acumulación en antiguas planicies de inundación divagantes. Estos depósitos se forman por erosión, sedimentación e incisión fluvial en épocas recientes y subrecientes. Los sedimentos se acumulan de manera escalonada a ambos lados del río, resultando en la formación de terrazas conforme el cauce se profundiza con el tiempo.
Los materiales de las terrazas pueden variar desde gravas muy gruesas hasta arcillas más finas, con capas que representan momentos de alta y baja energía. Se observa una gradación lateral, con materiales gruesos cerca del cauce y materiales más finos más alejados. Las geoformas relacionadas con estas terrazas incluyen terrazas de erosión, terrazas de acumulación reciente y antigua, terrazas de depósito y escarpes de terraza.
https://deca.upc.edu/es/el-departamento/secciones/itcg/docencia/asignaturas/geolquat/teoria/T4/T4-PFD-fluviales
Los suelos tipo Qal (depósitos aluviales) y Qt (terrazas aluviales) tienen relevancia en la generación de energía geotérmica debido a sus características hidrogeológicas y termo-hidráulicas, las cuales son beneficiosas para la implementación de sistemas geotérmicos, especialmente en aplicaciones de intercambio de calor y almacenamiento térmico. Aquí están algunas razones clave de su importancia:
Los depósitos aluviales (Qal) y las terrazas aluviales (Qt) a menudo consisten en materiales como arenas, gravas y limos, que tienden a tener una conductividad térmica relativamente alta en comparación con otros tipos de suelos. Esta propiedad es esencial para el intercambio eficiente de calor en sistemas geotérmicos, permitiendo una transferencia efectiva de energía entre el subsuelo y los sistemas de intercambio de calor. (Conductividad térmica)
Los suelos aluviales suelen ser altamente permeables, lo que significa que pueden retener y transportar agua en sus espacios porosos. Esto es importante para el almacenamiento térmico, ya que el agua contenida en estos suelos puede actuar como un reservorio de calor. Durante los procesos de carga y descarga térmica, los suelos aluviales permiten una distribución eficiente del calor en el subsuelo, lo que es beneficioso para mantener la estabilidad térmica del sistema. (Permeabilidad)
La permeabilidad y la conductividad térmica de los depósitos aluviales y las terrazas aluviales facilitan la instalación de sistemas geotérmicos en diferentes configuraciones. Estos suelos permiten la colocación de tuberías y sistemas de intercambio de calor de manera efectiva, lo que brinda flexibilidad en la disposición de las infraestructuras geotérmicas. (Diseño e implementación)
Debido a la capacidad de los suelos aluviales para retener agua y transferir calor, los sistemas geotérmicos pueden realizar ciclos de carga y descarga térmica de manera más eficiente. Esto es importante para aplicaciones de calefacción y refrigeración, ya que permite aprovechar el almacenamiento de calor en el subsuelo y mantener temperaturas constantes durante períodos de alta y baja demanda. (Almacenamiento)
Los suelos tipo Qal (depósitos aluviales) y Qt (terrazas aluviales) tienen importancia en la generación de energía geotérmica debido a sus propiedades termo-hidráulicas que permiten un intercambio de calor eficiente y almacenamiento térmico. Estas características los convierten en opciones atractivas para aplicaciones de calefacción, refrigeración y almacenamiento térmico en sistemas geotérmicos.
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CEGA Centro de Excelencia en Geotermia (2022). Guía práctica: Uso de geotermia somera para climatización. https://tantaku.cl/wp-content/uploads/2022/11/Guia-practica-uso -de-geotermia-somera-para-climatizacion-1.pdf
Una bomba de calor es una máquina térmica que utiliza trabajo mecánico para transferir calor desde una zona fría a una caliente. Aunque algunos modelos funcionan con gas, la mayoría se alimenta de electricidad. Estas bombas pueden calentar espacios utilizando energía de una fuente externa o enfriar liberando energía en una fuente caliente. Esto se logra mediante un ciclo termodinámico cerrado de compresión/evaporación de un refrigerante. La variación de temperatura del refrigerante debido a cambios de presión y su calor latente durante cambios de fase permiten el movimiento de energía del área fría a la caliente.
Las fuentes externas de calor para las bombas de calor geotérmico (BCG) pueden ser aire, agua o suelo, siendo el uso del suelo más eficiente debido a su mayor inercia térmica que reduce las variaciones de temperatura. Estas bombas tienen una potencia de 10 a 100 kW y requieren conexiones eléctricas monofásicas o trifásicas según el modelo.
En el contexto de la refrigeración, los factores que determinan la necesidad de enfriar un espacio incluyen las ganancias de calor a través de superficies exteriores, el flujo de aire renovado, la radiación solar, el calor generado por el metabolismo de las personas y el calor liberado por equipos en funcionamiento. A diferencia de la calefacción, en la refrigeración no se pueden omitir los efectos de la radiación solar, especialmente en verano. En términos de las contribuciones de personas y equipos, en espacios con baja densidad de ocupación y pocos equipos, como una casa, estas contribuciones podrían no ser significativas. Sin embargo, en espacios de mayor uso, al igual que con la calefacción, se deben considerar los efectos de los equipos y artefactos en el cálculo de la carga térmica.
Según CEGA (2022), el sistema vertical aprovecha la estabilidad térmica del suelo, circulando un fluido a través de una tubería cerrada para equilibrar su temperatura. En términos de diseño, la variable clave es la longitud de los colectores, lo que determina la cantidad de perforación necesaria. Las fórmulas utilizadas para determinar dicha longitud emplean la temperatura media del suelo a lo largo del año, ya que a estas profundidades, las variaciones estacionales en la superficie tienen un impacto mínimo. Si no se cuenta con datos de temperatura en profundidad, se puede estimar utilizando la temperatura promedio anual del entorno y se recomienda usar valores promedio de conductividad y difusividad térmica del subsuelo.
CEGA Centro de Excelencia en Geotermia (2022). Guía práctica: Uso de geotermia somera para climatización. https://tantaku.cl/wp-content/uploads/2022/11/Guia-practica-uso-de-geotermia-somera-para-climatizacion-1.pdf
Imágenes tomadas de US EPA. (n.d.). Geothermal Energy: A Student’s Guide to Global Climate Change. https://archive.epa.gov/climatechange/kids/solutions/tec hnologies/geothermal.html
Según Tyson, D & Tomasetti, M. (2021) la tecnología geotérmica emplea bombas de calor para regular la temperatura de edificios mediante el calor terrestre. Estos sistemas reducen el consumo energético hasta un 25% y las emisiones hasta un 50%. Aunque su eficiencia es alta, su adopción en la industria de Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado está apenas aumentando, ya que su uso contribuye a la sostenibilidad y ofrece beneficios económicos y medioambientales. A medida que la conciencia sobre las energías renovables crece, las bombas de calor geotérmicas se perfilan como una solución de calefacción y refrigeración eficaz y sostenible.
Experiencias en la implementación de la bomba de calor geotérmica
En este capítulo se explorarán algunos hallazgos importantes en la implementación de la bomba de calor geotérmica
Muñoz (2018), realizó una investigación sobre el impacto de la instalación de una bomba de calor geotérmica en el edificio de gobierno de la ciudad de Aysén. Inicialmente presenta un detallado estudio sobre las condiciones geológicas del subsuelo deAysén, en especial la influencia del rio Coyhaique en este proyecto en la generación de energía. Luego de presentar de forma minuciosa la puesta en funcionamiento de la bomba, que supuso la instalación de 8 tubos en forma de U llamados intercambiadores verticales.
Resultados de la investigación de Muñoz (2018)
- Las BCG son una propuesta medioambiental para nuevas edificaciones y casas porque no generan emisiones de CO2.
- Las BCG tienen bajos costos de operación y mantenimiento.
- Se valido que el funcionamiento de la BCG es eficiente energéticamente, generando temperaturas altas y bajas de acuerdo a la estación del año de forma satisfactoria.
- La inversión para la instalación del sistema fue alta porque es una tecnología nueva en Chile, y por eso se estima como tiempo de retorno de 32 años
Edificio del Gobierno Regional de Aysén.. Muñoz (2018). Pág. 43
Sistema de intercambiadores de calor verticales cerrados. Muñoz (2018), pág. 8
Photo byrsyah
Casañas (2016) investigó los resultados de la instalación de la BCG en cinco hoteles en la Gran Canaria, en España. Esta isla tiene una alta demanda turística y, por tanto, el consumo energético es elevado por el uso de los aires acondicionadores y por tanto también hay altas emisiones de CO2. Por lo anterior, en la investigación se realizó un contraste entre el consumo energético y la eficiencia de la BCG y la tecnología usualmente empleada para mantener el calor o frío en los hoteles. Los hallazgos más importantes de esta investigación fueron los siguientes:
- La eficiencia económica de la BCG la hace como la tecnología idónea para las futuras instalaciones hoteleras en la Gran Canaria.
- Las BCG a diferencia de otras tecnologías de fuentes renovables, puede producir simultáneamente tanto calor como frío de manera eficaz.
- La instalación de la BCG no requiere el uso de grandes espacios; solo se necesita de máquinas conectadas por tubos al suelo o pozos subterráneos.
- La BCG tiene costos bajos de mantenimiento, entre otras razones porque esta tecnología depende del clima externo, por tanto, cuando la temperatura sea moderada y descienda el uso del consumo energético en los hoteles, también sea disminuirá el empleo de la BCG, permitiendo que no se requiera mantenimiento por fallas o deterioros.
- Es una tecnología favorecida por la normatividad, al ser de fuente renovable.
- La utilización de la BCG garantiza un buen rendimiento con una minimización del consumo energético, permitiendo la reducción de las emisiones de CO2
- Se estima de 3 a 6 años el periodo de recuperación de la inversión y se garantizan ahorros económicos anuales por la eficiencia económica de la BCG.
Zona seleccionada para la implementación. CCasañas (2016) pág. 5 Zona hotelera de Meloneras. Gran Canaria.
• Las bombas de calor geotérmicas pueden alcanzar niveles de eficiencia de 4.5 EER para calefacción (moderada) a 30 EER para enfriamiento (alta). [Compañía Carrier, 2023]
https://www.carrier.com/residential/en/ca/products/heat-pumps/heat-pump-efficiency/
• La métrica EER relaciona la cantidad de calor desplazada (en unidades imperiales BTU con la energía requerida para efectuar este desplazamiento térmico, en Vatios).
• Es una unidad peculiar en cuanto combina los sistemas imperiales y métricos). 1 EER es equivalente a 0.29 Watt/Watt.
• Para referencia, los sistemas de aire acondicionado con intercambio de calor al aire, alcanzan eficiencias de 10 (mínimo acceptable a 13 EER)
Intercambio de calor
Tradicional
Intercambio de calor
Geotérmico
Aire acondicionado convencional (distribuido)
Ventajas:
• Fácil instalación a nivel individual. No requiere técnicos especializados ni obras civiles avanzadas.
• Inversión inicial moderada.
• En edificios residenciales o de oficinas, cada unidad puede apagarse individualmente.
Desventajas:
• Menor eficiencia energética.
• Mayores emisiones de CO2 en el largo plazo.
• Aspecto estético desagradable desde el punto de vista arquitectónico o urbano.
Bomba de calor geotérmica (cenralizada)
Ventajas:
• Excelente eficiencia energética.
• Menores emisiones de CO2 en el largo plazo. Invisible desde el punto de vista arquitectónico.
En edificios residenciales o de oficinas, cada unidad puede controlar el flujo de aire frío mediante apertura de rendijas, según las necesidades.
Desventajas:
Inversión inicial alta.
Requiere una compañia instaladora con experiencia.
(Se asume como la financiación del proyecto).
1. Evaluación del Sitio: Realizar un estudio detallado del sitio para determinar la viabilidad geotérmica y geológica. Se recopilarán datos sobre las características del suelo, la temperatura subterránea, las características térmicas del edificio, y otros factores que determinan el rendimiento del sistema.
2. Dimensionamiento del Sistema: Dimensionar el sistema de bomba de calor geotérmica adecuado para el edificio, considerando:
a. La demanda de calefacción y refrigeración
b. Constante de conducción térmica del edificio.
c. Características térmicas del suelo a profundidad.
d. La cantidad de energía eléctrica requerida y disponible para la operación, así como su costo.
3. Determinación de adecuaciones al edificio:
a. Reemplazo de ventanas por otras con mejor aislamiento.
b. Determinación de puntos de ingreso/fuga de calor y realización de correctivos.
c. Adecuación del cuarto del compresor.
4. Obtención de Permisos: Obtener los permisos y autorizaciones necesarios para la construcción y operación del sistema geotérmico, asegurándose de cumplir con la legislación vigente.
5. Selección de proveedores: Al tratarse de una nueva tecnología, se prevé la necesidad de contratar compañias especializadas
6. Emisión de órdenes de compra y de servicios: Se emiten las órdenes a proveedores y contratistas.
7. Ejecución de obras:
a. Adecuaciones al edificio.
b. Instalación de conducto subterráneo (disipador)
c. Instalación de equipo compresor/intercambiador de calor.
d. Adecuamiento de ductos aéreos.
e. Pruebas y puesta en marcha.
1. Reducir el consumo energético del edificio mediante la instalación de una bomba de calor geotérmica.
2. Contribuir a la reducción de las emisiones de GEI asociadas al consumo energético.
Estos objetivos se pueden medir mediante la comparación del consumo energético antes y después de la instalación de la bomba de calor. Por ejemplo, se podría establecer una meta de reducción del 30% en el consumo eléctrico anual del edificio.
3. Mejorar la eficiencia energética del sistema de calefacción y refrigeración del edificio mediante la bomba de calor geotérmica.
Se puede medir mediante la relación entre la energía térmica proporcionada por la bomba de calor y la energía eléctrica consumida por ella. La meta podría ser alcanzar una eficiencia de al menos 4.0, lo que indicaría que por cada unidad de energía eléctrica consumida, se generan 4 unidades de energía térmica.
Los objetivos del Plan Energético Nacional (PEN) 2020-2050 según UPME (2022) son metas y acciones evaluables diseñadas para lograr la visión propuesta. Estos objetivos miden el progreso hacia los resultados estratégicos en los pilares del PEN.
Tabla tomada de UPME. (2022). PEN 2020-2050:Transformación Energética para el Desarrollo Sostenible. https://www1.upme.gov.co/DemandayEficiencia/Paginas/PEN.aspx
Objetivo 1: El proyecto puede contribuir al objetivo de acceso universal a soluciones energéticas confiables y asequibles de varias maneras. Primero, al aprovechar la energía geotérmica como fuente de calefacción o refrigeración, se reduciría la dependencia de combustibles fósiles y la electricidad tradicional, lo que podría llevar a una mayor estabilidad en el suministro de energía en la región.
En segundo lugar, las bombas geotérmicas son sistemas altamente eficientes en términos energéticos, lo que podría traducirse en costos operativos más bajos para el edificio y sus residentes. Además, al utilizar una fuente de energía renovable y local como la geotérmica, se promovería la sostenibilidad y se reducirían las emisiones de gases de efecto invernadero, lo que contribuiría a mejorar la calidad del aire y el medio ambiente en la región.
Objetivo 2: El proyecto puede contribuir significativamente al objetivo de diversificar la matriz energética de Colombia. Actualmente, Colombia depende en gran medida de fuentes de energía convencionales como hidroeléctrica y combustibles fósiles. La incorporación de la energía geotérmica como una fuente adicional diversificaría la matriz energética al introducir una fuente de energía renovable y no dependiente de las condiciones climáticas
La energía geotérmica es constante y disponible durante todo el año, independientemente de las fluctuaciones climáticas, lo que la hace una opción
Objetivo 3: La energía geotérmica es una fuente de energía renovable y constante, lo que la convierte en una opción confiable incluso en situaciones de variabilidad climática o eventos extremos. Al incorporar una bomba geotérmica en el edificio, se establece una fuente de calor y refrigeración que puede funcionar de manera independiente y constante, reduciendo la vulnerabilidad del sistema energético a interrupciones en el suministro eléctrico o a fluctuaciones en los precios de combustibles y disminuyendo así la dependencia de fuentes convencionales y de red eléctrica.
Objetivo 4: Como se ha mencionado el
Objetivo 5: El proyecto permite la adopción de nuevas tecnologías para el uso eficiente de los recursos energéticos al aprovechar el calor natural del subsuelo, una fuente renovable y constante, para la climatización del edificio. Esta tecnología es innovadora, no convencional y promueve la eficiencia en el uso de los recursos disponibles.
Objetivo 6: El proyecto al ser una energía no convencional incentiva la competencia entre diferentes soluciones energéticas disponibles y minimiza la extracción de recursos naturales y la generación de residuos al enfocarse en la reutilización (del calor) transitando así hacia una economía circular.
El proyecto de la implementación de una bomba de calor geotérmica en un edificio en Amazonas aporta para mejorar los indicadores en al menos 6 de los 8 objetivos del Plan Energético Nacional 2020 - 2050.
Según UPME (s.f.) “Las fuentes no convencionales serán el factor democratizador del sector energético.”
Imagen tomada de: UPME (s.f) Plan energético Nacional. https://www1.upme.gov.co/DemandayEficiencia/Paginas/PEN.aspx
Imagen tomada de Urrego, A. (2021, 16 junio). Las fuentes de energía renovables generarán más de 1.000 MW para finales de 2021. Diario La República.
https://www.larepublica.co/economia/las-fuentes-de-energia-no-convencionales-generaran-mas-de-1-000-mw-a-final-de-2021-3186172
Imagen tomada de: UPME. (2022). Certificado UPME para acceder a Incentivos Tributarios para proyectos de Fuentes no convencionales de Energia y Gestion Eficiente de la Energía.
https://www1.upme.gov.co/Documents/Pres_Incentivos_Tributarios_UPME.pdf
Según UPME (2014) un proyecto de implementación de una bomba geotérmica podría aplicar a beneficios tributarios debido a que es un proyecto de generación de energía para autoconsumo del grupo de Fuentes No Convencionales de Energía Renovable (FNCER), tales como:
1. Deducción de renta
2. Exclusión de IVA
3. Exención de arancel
4. Depreciación acelerada
Para ser elegible, el proyecto debe contar con la certificación expedida por la UPME (Unidad de Planeación Minero Energética) y también obtener la Certificación de Incentivo Ambiental del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible a través de la ANLA (Autoridad Nacional de Licencias Ambientales). Esta deducción especial aplica a inversiones realizadas en investigación y desarrollo en el ámbito de la producción y utilización de energía a partir de fuentes no convencionales de energía (FNCE) o gestión eficiente de la energía.
- La agenda 2030 y el PNE 2050 son iniciativas globales y nacional respectivamente, que pretenden aumentar la cobertura de población con acceso constante de energía y principalmente reducir la emisión CO2
- La imperiosa necesidad de reducir la emisión de GEI, ha fomentado el desarrollo de tecnología que emplea energías de tipo renovables.
- La superficie terrestre tiene una gran capacidad de almacenamiento del calor de energía solar, albergada en las rocas y en los sedimentos, la cual permanece casi inalterable durante todo el año. Esto último asegura un suministro energético regular sin emisión de CO2.
- Los tipos de suelos, depósitos y terrazas aluviales, las cuales están presentes en el departamento del Amazonas, son adecuadas para la generación de energía geotérmica porque permiten intercambio calórico eficiente y almacenamiento energético constante.
- La BCG es una tecnología que permite tanto la refrigeración como la calefacción en una residencia.
- La BCG es una tecnología con eficiencia energética, evidenciada por el hecho de que su uso reduce en un 25% el consumo energético y en un 50% las emisiones de CO2.
- En proyectos con BCG realizados tanto en Chile como España, en un edificio de gobierno como en una zona hotelera, se observa una alta reducción del consumo energético y de emisiones de CO2, además de bajos costos de funcionamiento.
- Para una implementación de la BCG adecuada en un espacio residencial es necesario realizar las siguientes etapas: evaluación del sitio, dimensionamiento del sitio, determinación de adecuaciones al edificio, obtención de permisos, selección de proveedores, emisión de órdenes y ejecución de la obra.
- Los proyectos de suministro energético en Colombia, de acuerdo al PEN 20202050, deben diversificar la oferta energética, con tecnologías innovadoras, que permitan reducir la dependencia de la energía de origen no renovable.
Aldariz, I. F. (2021). Energía geotérmica y Geotermia. Greenteach. https://www.greenteach.es/energia-geotermica/ Blog - MaesWell®. (2018). El futuro prometedor de la bomba de calor geotérmica.
https://app.maeswell.com/2018/06/bomba-de-calor-geotermica/
Castilla, G. (2020). Sedimentos aluviales – Geología desde Ávila.. https://geolodiaavila.com/tag/sedimentos-aluviales/
CEGA Centro de Excelencia en Geotermia (2022). Guía práctica: Uso de geotermia somera para climatización.
https://tantaku.cl/wp-content/uploads/2022/11/Guia-practica-uso-de-geotermia-somera-para-climatizacion-1.pdf
López-Acosta, N. & Barba, David. (2018). Pilas o pilotes de energía: cimentaciones termoactivas para el aprovechamiento de recursos geotérmicos.
https://www.researchgate.net/publication/325676863_Pilas_o_pilotes_de_energia_cimentaciones_termoactivas_para_el_apr ovechamiento_de_recursos_geotermicos
SGC Servicio Geológico Colombiano (2013). Documento metodológico de la zonificación de susceptibilidad y amenaza por movimientos en masa. https://recordcenter.sgc.gov.co/B8/21003050024427/Documento/Pdf/2105244271101000.pdf
SGC Servicio Geológico Colombiano (2020). Mapa Geológico de Colombia.
https://www2.sgc.gov.co/MGC/Paginas/mgc_1M2020.aspx#
Travel, C. (n.d.). Leticia - Colombia Travel. https://colombia.travel/es/leticia
Tyson, D & Tomasetti, M. (2021) Are Geothermal Heat Pumps the Key to a Cleaner Planet? ACHR News.
https://www.achrnews.com/articles/145302-are-geothermal-heat-pumps-the-key-to-a-cleaner-planet
Universidad Politécnica de Cataluña (s.f.). Tema 4 Procesos y depósitos fluviales III - Morfología y geología.
https://deca.upc.edu/es/el-departamento/secciones/itcg/docencia/asignaturas/geolquat/teoria/T4/T4-PFD-fluviales-3
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