Producción térmica completamente renovable mediante bombas de calor geotérmicas y paneles solares termodinámicos

Sistema de calefacción de Invernaderos para Plantas Madres del Proyecto Vivero Horcones, perteneciente a Forestal Arauco S.A.

Eduardo Villaroel Muñoz - Ingeniero Oceánico - Director de ingeniería Geomarket SpA

Juan Antonio de Isabel García - Ingeniero Industrial ICAI - Gerente General Geoiberoamericana

Héctor Cano Esteban - Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos - Subdirector Geoter

01/11/2019

Arauco, en línea con sus compromisos de altos estándares medioambientales, se fijó hace más de dos décadas el desafío de usar energía limpia y renovable como lo es la energía geotérmica de baja temperatura y la biomasa forestal, que surgen de ciclos virtuosos con la naturaleza. De esta forma, decidieron ser pioneros y apostar por acometer junto con Geoter y Geomarket las consideraciones de lo establecido en el mecanismo de desarrollo limpio del protocolo de Kyoto y seguir las directrices de las sucesivas Conferencias de las Partes de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático celebradas hasta la fecha. Gracias a ello podemos afirmar que la compañía Arauco se autoabastece de energía y participa aportando los excedentes de sus plantas industriales a la matriz energética de los países en que opera.

Acorde a la Misión de Arauco de producir energía limpia y renovable, están introduciendo grandes novedades dentro del compromiso de Chile con la lucha del cambio climático, la disminución de las emisiones de CO₂ y la sostenibilidad como pilar de crecimiento. Comprometidos con este gran desafío a nivel país y sustituyendo los recursos fósiles por el aprovechamiento de la geotermia y otros recursos renovables, son un ejemplo de cómo las empresas privadas deben estar involucradas, apoyando a la sociedad y dando cabida a los sectores más vulnerables para el acceso a la energía limpia.

La industria forestal es una gran fuente de empleo e ingreso de divisas para Chile, por lo cual esta área industrial se encuentra en una constante etapa de investigación y desarrollo. Una etapa clave, y de las más importantes del ciclo forestal, tiene lugar en los viveros, donde germinan las semillas y crecen las plantas que se transformarán posteriormente en árboles de nuestros bosques.

Los viveros de hoy son mucho más que simples huertos y cada vez se parecen más a laboratorios donde el cultivo de las plantas avanza por etapas, cada una con su logística y tecnología. Por ello se debe estar permanentemente optimizando los diferentes procesos, de manera que se puedan producir plantas cada vez de mayor calidad a menores costos respetando el medioambiente, siendo preciso el acompañamiento de expertos en cada hito y tarea.

A partir de estudios realizados se comprobó que un adecuado manejo de la temperatura y humedad en el sustrato permite una mayor tasa de crecimiento, con el consiguiente beneficio para el invernadero. Por este motivo, Arauco, confiando en la experiencia de Geoter y Geomarket, quiso desarrollar el proyecto y asesoría para una instalación de producción térmica completamente renovable mediante bombas de calor geotérmicas y paneles solares termodinámicos. Además posteriormente se pudo constatar con el cliente una notable mejora en el diseño de la distribución de calor a las bandejas portadoras de plantas madres de eucaliptus, representando uno de los mayores proyectos en el empleo de la Geotermia y Energías Renovables realizado en Chile y en LATAM, consolidando el liderazgo del Grupo Geoiberomericana de Energía, donde se encuentran englobadas ambas empresas.

Se consiguió con gran éxito una solución única de Vivero Sustentable.

Entrando en detalle, para la producción energética, este proyecto consta de 700 KW de potencia térmica a partir de bombas de calor geotérmicas (7 unidades) y 300 KW de potencia térmica de apoyo con paneles termodinámicos. Tras un estudio técnico/económico se seleccionó la bomba de calor geotérmica marca Ecoforest modelo HP1 25-100, por ser el equipo que cumplía con todos los requisitos necesarios, tener unos niveles altos de rendimiento y contar con tecnología inverter, la cual permite obtener una máxima eficiencia al ir adecuándose el funcionamiento de la bomba de calor según la carga térmica requerida. Dadas las características de la zona de instalación, y por contar con recursos freáticos suficientes, se optó por un tipo de captación abierta que no requiere de un sistema de perforaciones verticales.

Fotografía 1: Sistema de producción mediante bombas de calor geotérmicas y paneles solares termodinámicos.

Fotografía 2: Sala de producción mediante bombas de calor geotérmicas y paneles solares termodinámicos.

Fotografía 3: Sistema de producción mediante paneles solares termodinámicos.

Respecto al sistema de distribución energética, se proyectó una mejora de las condiciones en las bandejas portadoras de plantas madres transmitiendo calor mediante una red de tuberías PEX que recorren todas las unidades productoras de eucaliptus. Por dichas tuberías circula agua a 40°C, lo cual permite mantener una temperatura de sustrato de alrededor 28°C. Una temperatura ideal para el crecimiento y cuidado de las plantas.

Fotografía 4: Sistema de distribución a bandejas portadoras de plantas madre.

Este proyecto, por sus dimensiones en cuanto a potencia térmica, es hoy por hoy la instalación geotérmica de baja entalpia más grande proyectada para uso industrial en Chile, que permite incrementar sobre un 20% la tasa de crecimiento en las plantas madres de producción de eucaliptus en siete invernaderos de 2.100 m² cada uno, cubriendo un área total de 14.700 m², con ahorros sobre el 75% respecto a sistemas tradicionales utilizados en el calefaccionado. Se trata de un proyecto único e innovador en el país y dentro del sector energético, uno de los primeros de su tipo ejecutados.

La energía constituye un pilar para el desarrollo de toda sociedad, desde satisfacer necesidades básicas humanas y sus afecciones en hogares vulnerables, hasta la modernización de procesos productivos industriales y la mejora de la productividad del país.

La utilización de nuevas tecnologías que permitan generar ahorros económicos, junto a una transparencia y estabilidad en las tarifas de precios está permitiendo que los diferentes rubros y sectores se beneficien de los productos y soluciones que se ofrecen por diferentes grupos industriales como Geoter y Geomarket.

Geoter es una empresa española pionera en aplicaciones geotérmicas de baja y muy baja entalpia, así como sistemas de alta eficiencia energética con referencias en todos los sectores: industrial, hotelero, hospitalario, gran residencial, habitacional… Más de 12 MW avalan el éxito de las instalaciones: seguridad, confianza, experiencia. Son líderes en el sector con “proyectos innovadores de alta eficiencia energética y sostenibilidad” gracias a un equipo multidisciplinar de ingenieros (industriales, caminos, minas, geólogos, energía) especialistas en edificación, bioclimatismo, energía, geotermia, perforación, instalaciones y mantenimiento.

A continuación, se incluyen imágenes reales del proyecto ejecutado.