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Energía geotérmica superficial en el Perú y un futuro de posibilidades

3 septiembre, 2021 by Gary Durán Ramírez Deja un comentario

El Perú cuenta con 38 tipos de climas los cuales determinan la temperatura a lo largo del año. En determinadas zonas la temperatura puede alcanzar valores extremos, afectando directamente las actividades económicas y sociales. Los problemas de salud de índole respiratorio y otras relacionadas se convierten en una condición desfavorable para las poblaciones afectadas.

El terreno natural (o suelo, como se le denomina en la mecánica de suelos) de las zonas donde la temperatura alcanza valores extremos guarda también la solución para mitigar el efecto negativo en la población. El suelo y el aire del medio ambiente presentan temperaturas diferentes. Esta diferencia se hace notoria en las épocas de frio y calor extremo. Es esta diferencia, denominada gradiente térmico, la que haría posible brindar confort térmico a la población dentro de sus hogares y también en centros educativos, de salud e incluso en actividades económicas.

Según Brandl, H. (2006), la energía geotérmica superficial representa un recurso renovable que puede ser utilizado con fines de calefacción en invierno y enfriamiento en verano, esto a partir de un circuito primario, en contacto con el suelo, un circuito secundario instalado dentro del ambiente a temperar y una bomba de calor que se encarga de generar el flujo de un fluido (agua o agua y glicol) a través de los circuitos captando la energía calorífica del suelo y transfiriéndola al ambiente interno de una infraestructura, o viceversa. En la Figura 1 se aprecia un esquema de una casa que cuenta con circuitos dentro de pilotes de energía (energy piles) que están en contacto con el suelo. Estos pilotes de energía cumplen también la función de cimentación de la estructura. Están elaborados con concreto y una armadura de varillas de acero, en su interior un circuito de tuberías de polietileno extruido por donde circula el fluido antes mencionado. Adicionalmente se observan circuitos horizontales en contacto con el suelo o en un muro.

Figura 1. Esquema de vivienda y un sistema termo-activo implementado. Fuente: Brandl H. (2006).

Para realizar la implementación de estas estructuras termo-activas, los circuitos primario y secundario, y la bomba de calor, es importante conocer las propiedades térmicas del suelo, así como la variación de su temperatura anual hasta una profundidad de 20 metros, además de la variación de la temperatura del medio ambiente. Las variables de mayor importancia son las propiedades térmicas del suelo, la cuales son la conductividad térmica, capacidad calorífica específica y difusividad térmica. Esta información es vital pues determina la facilidad con la que el calor se transfiere y la cantidad de calor que puede ser extraído del suelo. Esto último determina la viabilidad técnica y económica de esta tecnología en determinada infraestructura. En el caso del Perú, esta tecnología podría aplicarse en viviendas, postas médicas, colegios, campamentos mineros, hoteles alejados de las ciudades, y otros, todos ellos ubicados en zonas de temperatura extrema. Jocic N. et al (2020) plantearon, en un pequeño pueblo del distrito de Ub en Serbia, un sistema geotermal superficial con colectores horizontales y bombas de calor (heat pumps) distribuidas en diferentes viviendas con la finalidad de utilizar la energía geotérmica superficial para calentar el interior de estas estructuras en época de temperaturas bajas (Figura 2). Esta propuesta podría ser utilizada en los pueblos ubicados en diversas zonas altoandinas del Perú.

Figura 2. Sistema geotermal superficial con colectores horizontales y bombas de calor. Fuente: Jocic N. et al (2020).

A partir de lo anteriormente presentado surge un campo de investigación sin explorar en el Perú. Para comenzar es necesario establecer el potencial térmico de las principales zonas del nuestro territorio desde el punto de vista de la energía geotérmica superficial, con la cual se tendría una opción más de energía renovable, que por su naturaleza no es contaminante y a mediano plazo significaría un ahorro económico en el consumo de energía eléctrica con fines de confort térmico.

En la carrera de Ingeniería Civil de la Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas se ha creado una línea de investigación relacionada a establecer mapas de propiedades térmicas de los suelos y potencial térmico con la finalidad que sirva de punto de partida para investigaciones multidisciplinarias de mayor complejidad que puedan concluir en la implementación de sistemas termo-activos en el Perú, abriendo de esta forma un abanico de posibilidades hacia el futuro aprovechando una fuente de energía renovable y utilizándola en favor de la sociedad y la industria.

Bibliografía

Brandl, H. (2006). Energy foundations and other thermo-active ground structures. Géotechnique 56, No. 2, 81–122.

Jocic N. et al (2020). Renewable Energy Sources in a Post-Socialist Transitional Environment: The Influence of Social Geographic Factors on Potential Utilization of Very Shallow Geothermal Energy within Heating Systems in Small Serbian Town of Ub. Appl. Sci. 2020, 10, 2739; doi:10.3390/app10082739

Impactos positivos de la cuarentena en el medio ambiente y planeta

28 abril, 2020 by Mercedez Gómez Deja un comentario

Estos tiempos, en los que el mundo atraviesa una pandemia por el coronavirus, han permitido que la naturaleza empiece a respirar de a pocos. El mundo ha sido testigo de cómo el planeta ha dado espacio a muchas especies que se veían invadidas y hoy pueden volver a sus lugares de origen.

En distintas partes del mundo, se ha podido observar la aparición de fauna silvestre en los que antes era imposible encontrarlos: leones durmiendo en las carreteras de Sudáfrica, jabalíes en calles de Madrid, sajinos en calles de Colombia. En nuestro país se han observado distintas especies de aves en las playas de la Costa Verde e incluso la aparición de delfines.

Este impacto positivo en el medio ambiente es gracias a la ausencia del ser humano y a la reducción de la mayoría de los procesos productivos y extractivos que se dan a diario mundialmente. Sabemos que después de este periodo de crisis sanitaria mundial, el estilo de vida no será el mismo.

Los países, sus empresas y organizaciones deberán adaptar sus procesos y comportamientos a un mundo donde predomine el uso de recursos sostenibles, la generación de menor cantidad de impactos ambientales y la disminución de la contaminación. Además, se deben realizar procesos de adaptación y mitigación como compromisos para mantener un menor consumismo, mayor conciencia social, y un mejor cuidado del agua, aire, suelos, flora y fauna; y recursos no renovables.

En el Perú están sucediendo eventos muy beneficiosos para el ecosistema. De acuerdo con cifras del Ministerio del Ambiente (MINAM), encontramos que ha disminuido, solo en energía eléctrica, la emisión de más de 400 mil toneladas de gases de efecto invernadero. Si nos referimos al transporte terrestre, se han evitado más de 460 mil toneladas de dióxido de carbono (CO2) y debido a la suspensión del transporte aéreo nacional e internacional se ha evitado la emisión de, por lo menos, 380 mil toneladas de CO2.  Asimismo, la calidad del aire en Lima ha mejorado notablemente, cifras por debajo de las 13 ug/m3 se mantienen.

A nivel mundial, entre los impactos ambientales positivos que nos deja esta pandemia encontramos la recuperación de ecosistemas, la reducción de gases de efecto invernadero, la disminución del tráfico ilegal de la fauna salvaje, así como el retorno de muchas especies a su hábitat natural, entre otros.

Cabe destacar que, debido el aislamiento social, las personas están aprendiendo a priorizar su salud y gestionar adecuadamente los recursos; reducir, reusar y minimizar. Estas lecciones nos deben llevar a pensar en un mundo diferente, donde entendemos que todas nuestras acciones hacia el medio ambiente tendrán consecuencias, no solo para estas generaciones, sino para las futuras.

Debemos ver la segunda oportunidad que nos da la naturaleza, para girar nuestras políticas, planes, proyectos y acciones en torno a una economía baja en carbono y a un crecimiento verde. Impulsar la conservación de nuestros bosques, de la flora y de la fauna; promover los proyectos de energías renovables y la implementación de transporte público con menos emisiones. Todo esto alineado a los planes de adaptación y mitigación frente al cambio climático.

Al Perú, le ha tocado afrontar una realidad que muchos no querían ver. Atrás quedaron, las iniciativas no escuchadas y no priorizadas, las cuales de ahora en adelante tendrán que ser las primeras en la lista. Desde hoy los profesionales del medio ambiente tendrán un rol más importante en este nuevo mundo.

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