Estudio comparativo de conductividad térmica de suelo cemento y rocas para uso de geotermia de baja entalpía

Abstract

La energía geotérmica es la energía almacenada en forma de calor por debajo de la superficie del terreno. La energía geotérmica de muy baja entalpía es la que se puede aprovechar en la zona más somera presente en el subsuelo y que es potencialmente útil para la climatización de construcciones. El uso de la geotermia y sus avances se observan en diferentes y creciente número de países en el mundo. Estos métodos de aprovechamiento geotérmico de muy baja entalpía dependen de las mezclas mejoradas térmicamente para aumentar la conductividad alrededor de los tubos conductores de calor y de la configuración y disposición de los tubos en donde se realiza el intercambio térmico. Y es precisamente en estas mezclas donde uno de los factores más influyente es la conductividad térmica de los materiales. Es por ello que en este trabajo se estudia la conductividad térmica de diferentes materiales, comparando mezclas de suelo cemento con diferente contenido cementicio y también diferentes tipos de rocas. Se miden y estiman las conductividades térmicas de los materiales analizados y se presentan los resultados obtenidos en procesos de calentamiento y enfriamiento observados a través de cámara termográfica.

Geothermal energy is energy stored in the form of heat under the ground surface. Very low-enthalpy geothermal energy is the one that can be used in the shallowest part of the subsoil and it is potentially useful for the air-conditioning of buildings. The advances and use of geothermal energy are observed in an increasing number of different countries in the world. These very low-enthalpy geothermal methods depend on the thermally improved mixtures to increase conductivity around heat conducting pipes and on the configuration and arrangement of the pipes where the heat exchange takes place. One of the most influential factors in these mixtures is the thermal conductivity of the materials. Consequently, the thermal conductivity of different materials is studied; soil-cement mixtures with different cementitious content and also different types of rocks are compared. The thermal conductivities of the analyzed materials are measured and estimated and the results obtained in heating and cooling processes observed through a thermographic camera are presented.