Informe de Vigilancia Tecnológica - Geotermia de muy baja entalpía.

ENERGÍA GEOTÉRMICA
DE MUY BAJA ENTALPÍA
Gobierno
Regional
RegióndelLibertador
GeneralBernardo
O'Higgins
Gobierno de Chile
FINANCIAEJECUTA
Informe Nº 1

Piensa O’HigginsInforme de Vigilancia Tecnológica - Geotermia de muy baja entalpía.
ENERGÍA
GEOTÉRMICA
2
www.piensaohiggins.cl

Piensa O’Higgins Informe de Vigilancia Tecnológica - Geotermia de muy baja entalpía.
1 INTRODUCCIÓN
1.1 Identificación dela necesidad
1.2 Antecedentes generales
1.3 Uso directo de la geotermia en América
2 CONCEPTOS
2.1 ¿Qué es la Geotermia?
2.1.1 Geotermia de muy baja entalpía
2.1.2 Las principales aplicaciones
2.1.3 Clasificación de sistemas de captación
2.1.3.1 Sistemas cerrados
2.1.3.2 Sistemas abiertos
3 APLICACIONES Y USO DE LA GEOTERMIA
4 PROYECTOS NACIONALES
5 ENTORNO
5.1 Legislación y normativa
5.1.1 Ley Nº 19.657 sobre Concesiones
de Energía Geotérmica
5.1.2 Sobre Código de Aguas
5.1.3 Legislación Ambiental; Ley N° 19.300 sobre
Bases Generales del Medio Ambiente
5.2 Financiamiento
5.2.1 Nacional
5.3 Formación capital humano en Chile
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INDICE
3

ENERGÍA
GEOTÉRMICA
6 ANÁLISIS TECNOLÓGICO
6.1 Metodología de la investigación
6.1.1 Palabras clave
6.1.2 Keywords
6.1.3 Fuentes de búsquedas
6.1.3.1 Patentes de invención
6.1.4 Muestra inicial de registros
6.1.4.1 Patentes
6.2 Análisis
6.2.1 Clúster tecnológicos
6.2.2 Análisis de publicaciones científicas
7 CONCLUSIONES
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Este año 2017 con el financiamiento del FIC 2016, en la Corporación
de Desarrollo Regional Del Libertador, se crea la Unidad de Vigilancia
Tecnológica Piensa O’Higgins como un centro de generación de
conocimiento para el desarrollo regional. En este contexto se ha
planificadoeldesarrollodevariosinformesqueabordentemáticasde
relevancia para la región, considerando las necesidades expresadas
por diversos actores regionales relevantes para el desarrollo y
crecimiento de la economía y productividad regional.
1.1 IDENTIFICACIÓN DELA NECESIDAD.
El sector energía juega un papel fundamental en el desarrollo social y
económico de la región de O’Higgins, y en particular para el progreso
de sus actividades productivas.
Chile busca implementar de aquí al año 2035 un 60% de energía
eléctrica generada a través de sistemas renovables no
convencionales, y un 70% para el 2050. Además, desea posicionarse
dentro de los 3 países OCDE con menores precios promedio de
suministro eléctrico en el largo plazo a nivel residencial e industrial .
La Estrategia de Desarrollo Regional, indica que la región consume
más energía de la que produce y su generación está limitada a dos
fuentes: centrales hidroeléctricas y termoeléctricas, lo que muestra
una deficiente diversificación energética regional. Además, no se
aprovecha el potencial energético existente en energías renovables
no convencionales, las que aportarían a la matriz energética sin
generar grandes externalidades negativas .
En virtud de lo anterior el Gobierno de la Región de O’Higgins se
propone “Diversificar la matriz energética asegurando el desarrollo y
la sustentabilidad de la región, incentivando el uso de energías
renovables para reducir la dependencia de combustibles fósiles;
permitir un nivel mínimo de autonomía energética regional
fomentando la innovación, el emprendimiento y la inversión”.
Surge entonces la necesidad de analizar tecnologías para la
utilización de fuentes energéticas alternativas, limpias y renovables.
Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), agrupa a 35 países miembros y
su misión es promover políticas que mejoren el bienestar económico y social de las personas alrededor
del mundo.
Ministerio de Energía. (2014) Energía 2050 – Política Energética de Chile. Recuperada desde
http://www.energia.gob.cl/sites/default/files/energia_2050_-_politica_energetica_de_chile.pdf
Gobierno Regional; Región del Libertador General Bernardo O’Higgins. 2011. Estrategia de Desarrollo
Regional de Desarrollo 2011 – 2020.
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1. INTRODUCCIÓN.
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3
1

ENERGÍA
GEOTÉRMICA
6
La Agenda de Energía desarrollada por el Ministerio de Energía en su
tercer eje - “Desarrollo de recursos energéticos propios”-se propone
impulsarloscambiosqueseannecesariosparapotenciareldesarrollo
de las energías renovables. Define la generación de una línea de
trabajo de promoción al desarrollo de la energía geotérmica para
el desarrollo local (medida cuatro), planteando un programa para el
uso térmico directo de la energía geotérmica en aplicaciones de baja
Enestecontexto,serevisólapolíticayagendadeenergíanacional,se
realizaron reuniones con los representantes regionales del área del
Ministerio de Energía y profesionales de la Secretaria Regional
Ministerial de Energía (SEREMI Energía) con la finalidad de detectar y
focalizar el objetivo del primer informe de vigilancia tecnológica
regional de la unidad Piensa O’Higgins.
Considerandolosdesafíosregionales,lasoportunidadesdedesarrollo,
las necesidades del sector productivo y las potencialidades de la
región, se definió como tema específico para el primer informe: Uso
de Energía Geotérmica de muy baja entalpía, identificando
oportunidades y potenciales aplicaciones para el sector agrícola y
vitivinícola, métodos de calefacción o refrigeración para hoteles,
hospitales o edificaciones que requiera climatización y otras
aplicaciones potenciales para la población regional.
Para relevar el estado de las investigaciones realizadas en Chile
acerca de este tipo de tecnología y poder identificar las temáticas de
interés regional, se realizaron reuniones con la Unidad de Geotermia
del Ministerio de Energía, la Dirección Regional de la Superintendencia
deElectricidadyCombustibles,elCentrodeExcelenciaenGeotermia
de los Andes y una visita a la experiencia de climatización con uso de
la geotermia, del Hospital Regional de Rancagua.
Seconsideraronademásotrasiniciativasanivelnacionaleinternacional,
priorizando la política y agenda energética nacional. Se precisó el
alcance de este primer estudio de vigilancia tecnológica asociado al
uso de geotermia de muy baja entalpía:
Estudio de aplicaciones tecnológicas, sean estas bombas de calor
geotérmicas u otras formas de aprovechamiento de la energía
geotérmica de baja entalpía.
Ministerio de Energía, 2014. Agenda de energía Un desafío país, progreso para todos.4
y mediana entalpía.
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7
Identificacióndetecnologíaasociadaalageotermiaespecialmente
en sistemas de transferencia calórica con el suelo, bombas de calor u
otros dispositivos que permitan aumentar la temperatura y
sistemas/modelos de distribución en edificaciones, tales como nuevos
materiales de construcción con alta conductividad calórica,
superficies radiantes, tuberías térmicas, entre otras.
Posibles aplicaciones en el sector vitivinícola, en calefacción de
hoteles, hospitales, condominios, edificios u otras edificaciones.
1.2 ANTECEDENTES GENERALES.
En la región de O’Higgins tenemos potencial suficiente para el
aprovechamiento de la energía geotérmica de baja entalpía, de
hecho, en las provincias de Cachapoal y Colchagua existen algunas
experiencias en el uso de esta tecnología; específicamente aplicada a
procesos productivos vitivinícolas y climatización de edificaciones.
El Ministerio del Medio Ambiente solicitó en el 2014 un informe para
evaluar técnica y económicamente alternativas de calefacción
aprovechando energías renovables no convencionales.
Tabla 1 -Disponibilidad máxima y mínima de los recursos
por ciudad [kWh /vivienda]
Fuente: Ministerio del Medio Ambiente, Informe “Alternativas Tecnológicas para
Calefacción Residencial con Energías Renovables No Convencionales Aplicables a la
Realidad Chilena”. (2014). Recuperado de http://portal.mma.gob.cl
De las alternativas evaluadas para las 3 ciudades de la región, la
disponibilidad de recursos para el desarrollo con uso de tecnologías
geotérmicasdemuybajaentalpíaeslasegundamásalta,yesefactor
podría aumentar utilizando nuevas tecnologías con mayor eficiencia.
Sector Mín./Máx.
Solar
PV
Solar
Térmico
(Agua)
Solar
Térmico
(Aire)
Eólico Geotermia
Alta
Entalpía
Geotermia
Baja
Entalpía
Biomasa (Leña) Pellets Calor Residual
Urbano/
Rural
Urbano/
Rural
Urbano/
Rural
Urbano/
Rural
Urbano/
Rural
Urbano/
Rural
Urbano Rural Urbano Rural Urbano Rural
Rancagua
Mín. 5.925 22.570 6.838 17 0 10.829 114 120 7 0 2.202 0
Máx. 6.529 24.870 7.535 1.678 0 10.829 114 120 7 0 2.202 0
Rengo
Mín. 5.734 21.844 6.618 6 0 13.020 318 329 0 0 2.203 0
Máx. 7.402 28.196 8.542 7.952 0 13.020 318 329 0 0 2.203 0
San
Fernando
Mín. 4.626 17.623 5.339 8 0 12.827 5.106 4.527 0 0 2.024 0
Máx. 6.154 23.443 7.102 10.779 0 12.827 5.106 4.527 0 0 2.024 0
Unidad de trabajo o energía, de símbolo kWh, que equivale a la energía producida o consumida
por una potencia de 1 kilovatio en 1 hora.
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5

ENERGÍA
GEOTÉRMICA
8
Figura 1 - Uso directo de geotermia en América [TJ/Año].
Chile tiene un alto potencial geotérmico, y dentro de la matriz
energéticanacional,esunadelasfuentesmenosaprovechadas,sobre
todo el uso directo de ésta.
Fuente: Congreso Mundial de Geotermia, (2015), Recuperado desde
https://pangea.stanford.edu/
1.3 USO DIRECTO DE LA GEOTERMIA EN AMÉRICA.

2.1 ¿QUÉ ES LA GEOTERMIA?.
Lamayoríadelasfuentesdeenergíasrenovablestienencomofuente
principal al sol, la geotermia se diferencia de estas, ya que su energía
es producto de la diferencia de temperaturas que existe entre el
interior de la Tierra y su superficie.
Figura 2 - Capas de la tierra según su temperatura.
Fuente: Recuperada desde http://biologiacampmorvedre.blogspot.cl
“La energía geotérmica es la energía almacenada en forma de calor
debajo de la superficie de la Tierra. Su potencial es inagotable,
comparablealadelsol.Ademásdelageneracióndeenergíaeléctrica,
hoy en día la energía geotérmica se usa para calefacción urbana,
calefacción y refrigeración de edificios, y muchos otros usos directos ”
Esta definición engloba el calor almacenado en rocas, suelos y aguas
subterráneas,independientementedesutemperatura,profundidado
procedencia. A esta descripción se le podría añadir la energía que se
encuentraalmacenadaenlasaguassuperficiales,yaseancontinentales
omarinas.
Por lo tanto, podemos dar por hecho que bajo nuestros pies se
encuentra una gran fuente de energía que podemos y debemos
aprovechar.
El subsuelo dependiendo de su temperatura, podemos clasificarlo de
la siguiente manera:
La energía geotérmica, puede ser aprovechada, según su entalpía y
temperatura, para dos aplicaciones principales:
2. CONCEPTOS.
Consejo Europeo de la Energía Geotérmica, https://www.egec.org
La Entalpía es la cantidad de energía de un sistema termodinámico que éste puede intercambiar
con su entorno.
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ENERGÍA
GEOTÉRMICA
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Calor (Climatización, agua caliente sanitaria, calefacción por
geotermia).
Generación de energía eléctrica.
2.1.1 GEOTERMIA DE MUY BAJA ENTALPÍA.
Es el aprovechamiento directo del calor obtenido de la Tierra, el cual
puede ser utilizado en cualquier proceso productivo que requiera
calor. Es el uso más popular alrededor del mundo, ya que a ciertas
profundidades, la temperatura es constante y no varía en todo el año .
2.1.2 LAS PRINCIPALES APLICACIONES.
Calefacción en viviendas, edificios públicos y/o privados, naves
industriales, etc.
Refrigeración o aire acondicionado.
Producción de agua caliente sanitaria.
Climatización de piscinas.
Acuicultura.
Ganadería.
Climatización de invernaderos.
Secado o deshidratación de frutas y verduras.
Secado de madera.
Procesos de vinificación
2.1.3 CLASIFICACIÓN DE SISTEMAS DE CAPTACIÓN.
Existen diversas formas de captar el calor desde la Tierra. A
continuación, se explicarán los principales sistemas geotérmicos de
muy baja entalpía:
2.1.3.1 SISTEMAS CERRADOS.
Estossistemasnorequierendelacaptacióndeaguasprovenientesde
acuíferos, puesto que utilizan otros fluidos para la transferencia de
calor. Se pueden clasificar en 2 grupos:
Transcripción de material gráfico del Centro de Excelencia de Geotermia de
los Andes, http://www.cega.ing.uchile.cl.
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8

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a)
b)
SistemasHorizontalesEnterrados:Soninstalacionesdeunaserie
de tuberías de polietileno u otro material con una alta capacidad
de transmisión de calor, denominadas colectores horizontales, por
las que circula agua con glicol (anticongelante) o algún otro fluido
que permita transferir el calor obtenido del subsuelo hacia la
superficie. Estos sistemas tienen 2 desventajas:
Sistemas Verticales con Sonda Geotérmica: Este sistema es
ideal para aquellos casos donde la superficie disponible no sea lo
suficientemente extensa para la implementación de un sistema
horizontal, o si la demanda energética es alta. Se pueden utilizar
uno o más pozos dependiendo de la necesidad, con profundidades
que pueden oscilar entre los 25 a 150 metros, y diámetros de
perforación de tan solo 10 ó 15 cm. Las principales ventajas son
que utilizan poco espacio y proporcionan temperaturas
constantes.
Necesitandeunterrenoamplioparapoderrealizareltendido
del circuito a poca profundidad.
Debido a la baja profundidad de la excavación (desde 1 a 3
metros),latemperaturadelsubsueloestásujetaalosconstantes
cambiosdelclima.
Figura 3 - Diagrama de un sistema geotérmico horizontal.

ENERGÍA
GEOTÉRMICA
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Figura 4 - Diagrama de un sistema geotérmico vertical.
Figura 5 - Diagrama de sistema geotérmico abierto
Fuente: Recuperada desde http://www.terragua.es
2.1.3.2. SISTEMAS ABIERTOS.
Consisten en la captación de aguas subterráneas. Para ello se extrae
aguahastalabombadecalor ysedevuelveaotropuntodelsubsuelo
en otra perforación diferente, es decir, se necesita un pozo de
extracción y otro de inyección, también es posible reutilizar pozos o
norias de riego en desuso.

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Cárcel y Martínez (2015) indican que “la energía geotérmica de muy
baja entalpía (que algunos autores la denominan de baja entalpía o
somera) es la que podemos aprovechar para la climatización de
viviendas, edificios, oficinas, procesos industriales, etc., mediante el
empleo de bombas de calor geotérmicas como tecnología de
intercambio de calor”. Sin embargo, se reconoce su uso para
climatización de invernaderos y calentamiento de agua de piscifactoría.
CEGA (2017), complementariamente señala que la “energía
geotérmicatambiénsepuedeusardeformadirecta,paracalefacción
de hogares, temperar invernaderos, criaderos de peces, deshidratar
vegetales y secar madera, entre otras aplicaciones”.
3. APLICACIONES Y
USO DE LA GEOTERMIA.

ENERGÍA
GEOTÉRMICA
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4. PROYECTOS NACIONALES.
Losproyectosanivelnacionalhanestadofuertementerelacionadosa
la climatización, tanto de edificaciones de uso público como privado.
También se encuentran iniciativas vinculadas a la actividad productiva
agrícola, las cuales han estado asociadas a proyectos de innovación,
además existen experiencias en la industria de la madera.
La siguiente tabla muestra el desarrollo de proyectos a nivel país que
manifiesta una alta concentración en la Región Metropolitana y VIII
Región.
Tabla 2 - Número de proyectos de uso de energía geotérmica
por región a nivel nacional.
La Región Metropolitana junto a la VIII región concentran el 65 % de
proyectos de este tipo, como se muestra en la figura 6.
Figura 6 - Distribución de proyectos de uso de energía geotérmica
de baja entalpía por región.
Región Número de proyectos
IV Región 1
V Región 2
VI Región 2
VII Región 1
VIII Región 11
IX Región 2
X Región 4
Región Metropolitana 12
Fuente: Elaboración propia (2017).

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Analizando las áreas temáticas de los proyectos, se encuentra una
concentraciónenloquerespectaaclimatizacióndeedificacionescon
un total de 24 iniciativas (ver tabla 3).
Tabla 3 -Número de proyectos de uso de energía geotérmica de baja
entalpía por área.
El área de edificación reúne el 68,57% de los proyectos, esto incluye
edificación pública (colegios, universidades, recintos de salud y
centros del adulto mayor) y construcciones de carácter privado
(viviendas particulares y viviendas de carácter social).
Temática Número de proyectos
Agrícola 3
Edificación 24
Hotelería 3
Industria Maderera 4
Piscina 1
Total 35

ENERGÍA
GEOTÉRMICA
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5. ENTORNO.
5.1 LEGISLACIÓN Y NORMATIVA.
5.1.1 SOBRE LEY Nº 19.657 SOBRE CONCESIONES DE ENERGÍA
GEOTÉRMICA.
Es de competencia del Ministerio de Energía la exploración,
explotación, generación, distribución, consumo, y cualquiera otra
actividad que concierna a la “energía geotérmica”.
Esta ley regula la asignación de las concesiones de exploración y
explotación geotérmica, la cual establece que la energía geotérmica
es un bien de cada Estado, y que puede ser explotada y explorada con
un previo otorgamiento de concesión. Su artículo 3.º define lo que se
entiende por “energía geotérmica”: “Se entenderá por energía
geotérmica aquella que se obtenga del calor natural de la tierra, que
puede ser extraída del vapor, agua, gases, excluidos los hidrocarburos,
o a través de fluidos inyectados artificialmente para este fin”.
5.1.2 SOBRE CÓDIGO DE AGUAS .
AIGUASOL (2016a) realiza un análisis en profundidad del marco
jurídico para la energía geotérmica, y en lo que respecta al uso de las
aguas indica:
El actual marco normativo de la “energía geotérmica” no
considera el uso no consuntivo de las aguas, de manera tal que
existe un vacío normativo sobre la materia. Al efecto, el artículo
140 del Código de Aguas establece los requisitos que debe
contener la solicitud para adquirir el derecho de
aprovechamiento, ya sea consuntivo o no consuntivo.
Respecto de la climatización, mediante bombas de calor y el uso
de agua para aprovechamiento de energía geotérmica de baja
entalpía la Dirección General de Aguas (DGA), mediante
Resolución Exenta Nº 2176 , de 16 de agosto de 2014, se aprobó
un nuevo uso para ser incluido en la Tabla de equivalencias entre
caudales de agua y usos, respecto de la climatización, mediante
bombas de calor para 10 m2 de superficie a climatizar.
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11
Ver la Ley Nº 19.657 sobre Concesiones de Energía Geotérmica.
https://www.leychile.cl/Navegar?idNorma=5605
https://www.leychile.cl/Navegar?idNorma=1065421
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5.1.3 LEGISLACIÓN AMBIENTAL; LEY N° 19.300 SOBRE BASES
GENERALES DEL MEDIO AMBIENTE .
AIGUASOL (2016) realiza un análisis del marco jurídico o regulatorio
aplicable a los proyectos de bombas de calor geotérmicas en Chile, y
en particular relativo a la legislación ambiental se destaca:
Los proyectos o actividades de aprovechamiento de “energía
geotérmica” propiamente tal, como los de baja entalpía, no se
encuentran enumerados dentro del artículo 10 de la ley, por lo
que se encuentran excluidos de su ingreso al Sistema de
Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA). Sin embargo, existen
algunos literales que, bajo ciertas condiciones, podrían obligar a
ingresar al SEIA a ciertos proyectos o actividades que utilicen
dichaenergía,cuandosetratade:
En los demás casos, estos proyectos o actividades de uso de
“energía geotérmica” de baja entalpía no están obligados a
ingresar al SEIA, lo que no significa que el titular deba tomar
resguardos ambientales en materias susceptibles de causar
impacto o, eventualmente, daño ambiental, como el uso o
explotación excesiva de los recursos hídricos provenientes de
aguassubterráneas,sinqueserecargueelacuífero; y/olossaltos
térmicos entre la temperatura natural del acuífero y de las aguas
que se restituyan una vez utilizadas al mismo, a mayor o menor
temperaturadelaquefueextraída.
“c)Centralesgeneradorasdeenergíamayoresa3MW”
“p) Ejecución de obras, programas o actividades en parques
nacionales, reservas nacionales, monumentos naturales,
reservas de zonas vírgenes, santuarios de la naturaleza,
parques marinos, reservas marinas o en cualquier otra área
colocada bajo protección oficial, en los casos en que la
legislaciónrespectivalopermita”.
12
Ley N° 19.300 sobre Bases Generales del Medio Ambiente.
http://www.sinia.cl/1292/articles-26087_ley_bases.pdf
12

ENERGÍA
GEOTÉRMICA
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5.2 FINANCIAMIENTO.
5.2.1 NACIONAL.
A nivel nacional no existen mecanismos de promoción de esta
tecnología, más allá de líneas de subvenciones genéricas para la
implementación de ERNC o medidas de eficiencia energética en
ciertos sectores como por ejemplo la industria (R. Muñoz ,
comunicación personal, 18 de octubre, 2017).
Otras posibles líneas de financiamiento para el desarrollo de
proyectos podrían encontrarse en:
5.3 FORMACIÓN CAPITAL HUMANO EN CHILE.
Saldivia (2011) reconoce la falta de capital humano, lo que se debería
a la no existencia en Chile de formación académica en el área
geotérmica. Ésta puede englobar distintos ámbitos profesionales,
tales como la ingeniería, la geología e, incluso, el derecho.
EnChilenoexisteunprogramaespecíficodeformaciónengeotermia.
El Departamento de Geología de la Universidad de Chile, imparte
cursos a sus estudiantes quienes pueden continuar una especialización
vía memorias de título o magíster. A mediano plazo se proponen
desarrollar un diplomado (o algo similar) para la especialización en
esta temática (D. Morata, comunicación personal, 11 de octubre,
2017).Enespecíficoéstossoncursosde“PrincipiosdelaGeotermia”y
electivo “Alteraciones en sistemas geotermales” dirigidos a
estudiantesdelacarreradegeologíadelaUniversidaddeChileyTesis
de Pregrado vinculadas a la investigación en geotermia desde áreas
como la geología, la geofísica y la ingeniería
(http://www.cega.ing.uchile.cl).
CORFO, ya sea para inversión, desarrollo de empresas,
emprendimientoeinnovación.
Fundación para la Innovación Agraria (FIA) del Ministerio de
Agricultura.
Crédito Eficiencia Energética y Energía Renovable No
Convencionales. Convenio de cooperación suscrito por el
Ministerio de Energía, Banco Estado y la Agencia Chilena de
EficienciaEnergética.
13
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15
Jefe Unidad de Geotermia, División Energías Renovables, Ministerio de Energía.
http://www.fia.cl/informacion-para-la-innovacion/
https://www.acee.cl/credito-eficiencia-energetica-y-energia-renovable-no-convencional/
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19
Instituto Nacional de Propiedad Intelectual, INAPI
(http://www.inapi.cl)
Oficina Española de Patentes y Marcas, OEPM
(https://www.oepm.es)
Organización Mundial de Propiedad Intelectual, OMPI
(http://www.wipo.int)
Oficina de Patentes y Marcas de Estados Unidos, USPTO
(https://www.uspto.gov)
6.1 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN.
El objeto de vigilancia en este primer informe, es realizar una
investigación de la tecnología en desarrollo para la implementación
de sistemas geotérmicos de muy baja entalpía, así como también
identificar estudios y aplicaciones en procesos productivos en
distintaslocalidadesdelmundo,paraelloseutilizarándoselementos
claves de fuente de conocimiento: las patentes y publicaciones
científicas.
6.1.1 PALABRAS CLAVES.
Para este estudio se utilizó un conjunto acotado de palabras claves:
Energía Geotérmica, Geotermia de muy baja entalpía, bombas de
calor, climatización, calefacción.
6.1.2 KEYWORDS.
Para búsquedas en inglés se identificó un conjunto equivalente de
palabras claves (keywords):
GeothermalEnergy,LowEnthalpyGeothermal,HeatPump,AirCondi-
tioning, Heating.
6.1.3 FUENTES DE BÚSQUEDAS.
Los tipos de documentos considerados en el análisis son patentes de
invención y publicaciones científicas.
6.1.3.1 PATENTES DE INVENCIÓN.
6. ANÁLISIS TECNOLÓGICO.

ENERGÍA
GEOTÉRMICA
20
6.1.4 MUESTRA INICIAL DE REGISTROS.
Se consideraron 4 fuentes principales para la búsqueda de patentes
inventivas y una para los artículos científicos. A continuación, se
muestra el detalle de los resultados en cada una de las fuentes.
6.1.4.1 PATENTES.
Tabla 4 - Resultados de búsquedas por oficina de patentes.
Particularmente en el caso de INAPI, se utilizó la palabra clave “Geo
termal” con el objetivo de revisar tecnología orientada a la energía
geotérmicasindistinguirsuuso.Seencontraron3registros,loscuales
fueron descartados de la muestra inicial debido a que están orienta-
dos a perforaciones de pozos geotérmicos de mediana y alta entalpía.
Oficina N° Patentes
INAPI 3
OEPM 214
OMPI 2.515
USTPO 361
Total: 2.876

21
6.2 ANÁLISIS.
Figura 7 - Distribución porcentual de solicitudes
prioritarias de patentamiento.
En la figura anterior podemos observar que el país con mayor
presentación de patentes es Estados Unidos con un 38%, seguido
muy atrás por Japón (13%), China (10%) y España (9%).
Figura 8 - Tendencia de países con solicitudes
prioritarias de patentamiento.

ENERGÍA
GEOTÉRMICA
22
Ciertamente Estados Unidos ha liderado estas últimas 4 décadas en
prioridad de patentamiento, a pesar de que Japón y China superan a
España en solicitudes, éste último ha tenido una tendencia mucho
más sostenida en el patentamiento de la tecnología.
Si bien es cierto, Estados Unidos es el país donde más se solicita de
maneraprioritariapatentartecnologíarelacionadaconGeotermiade
baja entalpía, las empresas que realizan las solicitudes en su mayoría
no son norteamericanas, la compañía japonesa AsahiGlass Co. Ltd,
lidera las estadísticas, seguida por la compañía francesa Arkema
France.
Los inventores que lideran la estadística son norteamericanos,
japoneses y españoles. (Ver figura 9).
Figura 9 - Principales inventores de la tecnología.

23
Red de distribución: Agrupa toda aquella tecnología que nos
permite distribuir el calor obtenido (en calefacción) o extraer el
calor (ventilación o aire acondicionado), por ejemplo tuberías, fan
coil , piso radiante, etc.
Diseños/Modelos geotérmicos: Existen sistemas geotérmicos
abiertos, cerrados, verticales y otros, pero dentro de cada sistema
se pueden realizar cambios, ya sea para aumentar la eficiencia,
reducir los costos o realizar modificaciones para adaptarla a un
procesoproductivoespecífico,comopodríaserladesalinizaciónde
aguas, reutilización de minas, etc.
Fluidos de transferencia de T°: En los sistemas geotérmicos
abiertos de baja o muy baja entalpía se utiliza el agua obtenida de
acuíferos subterráneos para transferir el calor hacia la superficie o
elprocesoinverso.Elaguaenlamayoríadelospaísesesunrecurso
escaso y muy preciado, por lo que existe una resistencia por parte
de gobiernos y las comunidades a la hora de utilizar el agua de
acuíferos subterráneos, sobre todo aquellas regiones dedicadas a
la agricultura, Chile no está exento de esta situación, a raíz de esto,
es que se desarrollan fluidos para reemplazar el agua como medio
detransferenciadecalor,yporsobretodo,queseanamigablescon
el medio ambiente.
Fan coil: Es un dispositivo que consiste en una batería o intercambiador
de frío o de calor y un ventilador.
16
a)
b)
c)
16
6.2.1 CLÚSTER TECNOLÓGICOS.
Laspatentesinventivashansidoclasificadasen5clústerconelobjeto
de identificar de manera más exacta el desarrollo tecnológico en
materia de geotermia de muy baja entalpía. A continuación, se
definen los criterios considerados para cada uno de ellos:
Cuantitativamente, Estados Unidos tiene muchos más inventores,
convirtiéndoseenlíderabsoluto,noasíenlacantidaddepatentespor
inventor, este puesto es liderado por el japonés Fukushima Masato.
La tendencia al aumento en el desarrollo de tecnología aplicada a
Geotermia de muy baja entalpía se explica por la necesidad y
preocupación de los países por el cambio climático, independencia
energética y medios de generación sustentables, por lo que la
geotermiaesconsideradaunadelasfuentesconmenosimpactoenel
medio ambiente y bajas emisiones de GEI (gases de efecto
invernadero).

ENERGÍA
GEOTÉRMICA
24
Intercambiadores de calor (BHE) y Pozos: En este clúster están
agrupados todos aquellos componentes cuya función es la
transferencia calórica hacia y desde el subsuelo, así como también
tecnología para realizar perforaciones o pozos, diseños más
eficientes, etc.
Bombasdecalor:Esunodeloscomponentesfundamentalesenun
sistemageotérmicodemuybajaentalpía,latemperaturaenestos
sistemas si bien es cierto es bastante estable, no es muy alta,
generalmente menor a 25°C, la función principal de la bomba de
calor es aumentar la temperatura del fluido de transferencia.
También se incluyen componentes que puedan mejorar la
eficienciauotrosaparatosquelareemplacen,ocumplanfunciones
complementarias.
El desarrollo de tecnología en “Bombas de calor” e
“Intercambiadores de calor y Pozos” son los principales clústers en
desarrollo, no existe una diferencia significativa con los demás
clústers, lo que demuestra la homogenización en el desarrollo
tecnológico de sistemas geotérmicos de muy baja entalpía.
En un sistema geotérmico de muy baja entalpía, los principales
costosdeinversiónestáncompuestosporlasbombasdecalorylos
pozos, por lo que esto puede explicar el desarrollo tecnológico en
estos dos elementos, desarrollando técnicas más eficientes y
menos costosas.
Figura 10 - Clúster de la tecnología patentada.

25
A partir del año 2005, el aumento en publicaciones científicas
orientas a geotermia de baja muy entalpía ha sido sostenida y
constante.
Para el análisis de las publicaciones científicas, se han definido 8
grupos o clúster dependiendo del objetivo de cada publicación. A
continuación, se indican los criterios utilizados para la clasificación
de cada uno de ellos.
Aplicaciones específicas: Estudios, desarrollo de modelos, o
simulaciones mediante software orientados a la aplicación en
procesos productivos o reutilización de infraestructura como
minas o pozos petroleros.
Bombas de Calor: Considera todas aquellas publicaciones que
evalúen el rendimiento del equipo, propuestas de mejoramiento
técnico o desarrollo de nuevos componentes para alcanzar
mejores indicadores de eficiencia.
Análisis de Casos Reales: Evaluaciones de experiencias reales en
proyectos de geotermia de muy baja entalpía en el mundo.
Factibilidad y/o Potencial Geotérmico: Estudios, desarrollo de
modelos, o simulaciones mediante software orientados al análisis
de factibilidad o potencial geotérmico en algún país o ciudad
específica.
a)
b)
c)
d)
Figura 11 - Tendencia de publicaciones en geotermia de baja entalpía.
6.2.2 ANÁLISIS DE PUBLICACIONES CIENTÍFICAS.

ENERGÍA
GEOTÉRMICA
26
Fluidos y Refrigerantes: Estudios, análisis y evaluaciones de
fluidos para la transferencia de calor en sistemas geotérmicos.
Impacto en el Medio Ambiente: Evaluaciones y análisis de
impacto en el medio ambiente por el uso de geotermia de muy
baja entalpía o temperatura, especialmente en el subsuelo.
Evaluaciones Técnicas, Económicas y Legales: Evaluaciones de
los distintos sistemas geotérmicos existentes en el mundo desde
los puntos de vista técnico, económico y normativos.
Tuberías, Pozos e Intercambiadores de Calor: Se consideran
aquellos estudios y evaluaciones para mejorar la eficiencia en la
transferencia de calor desde el suelo, incluyendo diseños de
intercambiadores, técnicas de perforaciones, y otros factores
orientados al rendimiento de la transferencia calórica.
e)
f)
g)
h)
Figura 12 - Principales clústers de publicaciones científicas.

27
El análisis de la composición de la muestra indica que la comunidad
científica tiene principal preocupación por el mejoramiento de los
sistemas geotérmicos, así como también por el desarrollo de
tecnología para el análisis de factibilidad y potencial de uso de la
geotermia de muy baja entalpía o temperatura. El aumento en la
eficienciaymejoresmétodospredictivosenelprocesodetransferenciade
calor, así como la correcta dimensión del pozo y su infraestructura,
explica la alta cantidad de publicaciones en el clúster de “Tuberías,
Pozos e Intercambiadores de calor”.
Figura 13 - Gráfica de publicaciones por aplicaciones específicas.
En cuanto a la aplicación de la tecnología y sistemas geotérmicos, el
objetivo primordial de las publicaciones ha sido el desarrollo de la
agricultura y la reutilización de pozos petroleros abandonados, minas
inundadasofueradeexplotación,ambascon64%y19%respectivamente.

ENERGÍA
GEOTÉRMICA
28
Figura 14 - Número de publicaciones de clúster
“Aplicaciones agrícolas”.
Dentro de las aplicaciones agrícolas consideradas en las publicaciones
científicas analizadas, el principal foco de estudio por parte de la
comunidad científica ha sido el cultivo bajo invernaderos.
Figura 15 - Cantidad de publicaciones agrupadas en clúster
“Factibilidad y /o Potencial Geotérmico”.
Lospaísesquedestacanporelestudiodefactibilidady/opotencialen
la aplicación de sistemas geotérmicos de muy baja entalpía son:
Alemania, China, Italia, Polonia, Turquía y Estados Unidos.

29
Figura 16 - Tendencia en patentamiento y artículos científicos de
sistemas y tecnología de geotermia de muy baja entalpía.
En las primeras 5 décadas hubo un bajo desarrollo en tecnologías
orientadas al aprovechamiento de la geotermia de muy baja entalpía
o uso directo del calor, derivando en un bajo interés en el estudio y
análisis de la tecnología por parte de la comunidad científica. Sin
embargo, a partir del año 2006 se aprecia un claro y sostenido
aumento en patentes y publicaciones de artículos científicos
orientados al desarrollo de la tecnología.

ENERGÍA
GEOTÉRMICA
30
7. CONCLUSIONES.
Chile es uno de los países con mayor potencial geotérmico a nivel
mundialyaquegranpartedesuterritorioseencuentraubicadosobre
el llamado Anillo de Fuego, desaprovechando una fuente limpia y
renovabledegeneracióndeenergíaylaoportunidaddelaimplementación
desistemastipocascadasparaelusodelaenergíadebajaymuybaja
entalpía. Actualmente Chile utiliza esta fuente energética para la
recreación y la industria del turismo, como termas y hotelería.
En América, los países líderes en el uso directo de la energía
geotérmicadebajaymuybajaentalpíasonBrasil,MéxicoyArgentina,
quedando Chile muy atrás a pesar de su alto potencial.
En cuanto a tecnologías aplicadas para el aprovechamiento de
energía geotérmica de baja y muy baja entalpía, el número de
proveedores nacionales es aún bastante bajo, con una alta
concentración en las regiones Metropolitana y Biobío, a pesar de que
otras zonas poseen igual o superior potencial. La mayoría de los
proyectos están focalizados en la climatización de edificaciones.
La cantidad de empresas que desarrollan bombas de calor a nivel
mundial,noesdegranvolumen,conunaaltaconcentraciónenpaíses
europeos, asociado al desarrollo de tecnologías análogas.
Mundialmente, desde el año 2006 se visualiza un incremento en las
solicitudes de patentamiento en forma exponencial hasta la fecha,
demostrando el interés por la aplicación y desarrollo de tecnologías
enelusodeenergíageotérmicade muy baja entalpía,focalizándose
principalmente los esfuerzos en bombas de calor y sistemas de
transferencia de calor desde La Tierra.
Un aspecto interesante a señalar es que el incremento de la
investigación en esta temática comienza 4 años antes que las
primeras patentes, lo cual es natural, ya que las fases iniciales deben
corresponder a investigaciones de I+D, para concretarse posteriormente
en desarrollos de tecnologías aplicadas. En los últimos años el foco
principaldelainvestigaciónseconcentraenestudiosdeoptimización
yeficienciadelastecnologíasasociadasalusodeenergíageotérmica
de baja y muy baja entalpía en el ámbito agrícola, principalmente en
climatización de cultivos bajo invernaderos, sobre todo en aquellos
países donde la temperatura ambiental promedio es baja.

Alemania es el país con mayor cantidad de empresas desarrolladoras
debombasdecalorparaelusodirectodelaenergíageotérmica,pero
es en Estados Unidos, Japón y China donde más se protege la
tecnología mediante el patentamiento, esto evidencia el uso de las
patentes como barrera de desarrollo tecnológico sobre todo en
países con una alta capacidad de desarrollo como Estados Unidos y
China.
Además, existe un evidente interés mundial por el aprovechamiento
delaenergíageotérmicadebajaymuybajaentalpía, yestoserefleja
en la cantidad de estudios científicos orientados al análisis de
factibilidad y potencial geotérmico por parte de países líderes como
Alemania, Turquía, China, Italia y Estados Unidos.
Se puede concluir que la tecnología está presente en Chile mediante
proveedores de equipos para el uso de energía geotérmica, esto
generaunagranoportunidadparaelemprendimientoenelámbitode
la tecnología asociada. En la base de datos del Instituto Nacional de
Propiedad Intelectual de Chile, INAPI, al no existir solicitudes ni
registros de patentes a la fecha, se tiene la tecnología
completamente descrita y de libre uso en nuestro país, lo cual nos
permitiríacrearunmercadonacionaldedesarrollotecnológico,sobre
todo si consideramos que alrededor del 90% de los costos totales en
la implementación de sistemas geotérmicos de uso directo están
compuestos por bombas de calor y perforaciones. En la Región de
O’Higgins se puede reutilizar la gran cantidad de pozos en desuso,
reduciendo los costos de implementación e incrementando el
desarrollo tecnológico regional y nacional.
31

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GEOTÉRMICA
Teléfono: (56) (72) 253 49 93
www.corporaciondellibertador.cl
El Roble Nº570, Barrio El Tenis, Rancagua, Chile.
www.piensaohiggins.cl
Fanpage: Piensa O´Higgins.
Twitter: Piensa O´Higgins.

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