Generar electricidad, calentar viviendas e instalaciones rurales y secar productos como café, cacao y frutas a partir del calor del subsuelo es una de las posibilidades que explora una investigación de la Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales en seis municipios de Caldas, Tolima y Risaralda.

El equipo identificó fuentes naturales de calor de menos de 80°C en el complejo volcánico Ruiz-Tolima y, a partir de esta información, sé inició con el desarrollo prototipos para aprovechar ese recurso en actividades rurales. Entre los desarrollos se encuentran baterías térmicas, sistemas de generación de electricidad por diferencia de salinidad y bombas de calor geotérmicas. El proyecto también plantea aprovechar una misma fuente de calor en varios procesos, como generación de energía, secado agrícola y calefacción.

Esta investigación tiene tres componentes: conocer las condiciones naturales del territorio, convertir esa información en alternativas tecnológicas y trabajar con las comunidades para identificar posibilidades de uso de estos recursos sin afectar las fuentes naturales.

Del calor del subsuelo a soluciones para el campo

El punto de partida fue caracterizar las condiciones naturales del territorio mediante el análisis de rocas y aguas termales, además de imágenes satelitales y datos obtenidos con drones especializados. Con esta información, los investigadores establecieron cómo se distribuye el calor en el subsuelo y cuáles son sus posibilidades de aprovechamiento.

El trabajo se concentró en fuentes de calor cercanas a la superficie y de menor temperatura, por lo tanto, no implica perforación del suelo. Se trata de geotermia de baja entalpía, es decir, aquella que aprovecha el calor del subsuelo a temperaturas relativamente bajas para usos como calefacción, secado o generación de pequeñas cantidades de electricidad. En los sitios estudiados, las manifestaciones termales analizadas no superan los 80°C.

Con base en esta caracterización, el equipo desarrolló y probó diferentes prototipos, entre ellos, baterías térmicas que reciben y almacenan calor para utilizarlo posteriormente. Así, es posible disponer de energía térmica cuando se necesita, por ejemplo, para calentar instalaciones.

El proyecto probó cuatro tecnologías diseñadas para responder a las necesidades reales del campo. La primera son las baterías térmicas, que funcionan como un termo de cocina: atrapan el calor subterráneo en materiales especiales para usarlo después, ya sea calentando galpones de noche o generando luz. La segunda es la generación por diferencia de salinidad, un sistema que junta agua dulce de río con agua termal (rica en minerales) separadas por un filtro delgado. Como el agua dulce busca naturalmente mezclarse con la salada, cruza la tela con la fuerza de un chorro a presión que hace girar una hélice o turbina para producir electricidad.

Por otro lado, las bombas de calor geotérmicas aprovechan la temperatura siempre estable bajo la tierra para calentar espacios y viviendas campesinas sin quemar leña ni gas. Finalmente, los sistemas de secado agrícola aprovechan el calor que le queda al agua en su segundo ciclo de uso para deshidratar de manera limpia, uniforme y rápida cosechas como café, cacao o frutas, evitando pérdidas de grano por humedad. Este aprovechamiento permite utilizar el recurso varias veces y reducir la dependencia de combustibles como la leña.

Una alternativa energética para las zonas rurales

La geotermia de baja entalpía puede contribuir a diversificar las fuentes de energía disponibles en zonas rurales. A diferencia de la generación hidroeléctrica, cuya capacidad puede disminuir durante periodos de sequía por la menor disponibilidad de agua, el calor del subsuelo puede aprovecharse de manera continua en los lugares donde existen las condiciones naturales adecuadas.

“El calor del subsuelo es un recurso continuo; mientras las fuentes hídricas pueden bajar en sequía, la Tierra sigue entregando su energía día y noche. Por eso la geotermia de baja temperatura es una alternativa real para diversificar la matriz energética del país”, explica Jhonattan de la Roche Yepes, investigador del proyecto. Al trabajar con fuentes de menor temperatura y cercanas a la superficie, la investigación busca identificar usos directos del calor del subsuelo para necesidades concretas de los territorios.

El diálogo con las comunidades

El tercer componente de la investigación fue la apropiación social del conocimiento. Los investigadores realizaron encuentros con comunidades rurales para explicar las posibilidades de la energía geotérmica y conversar sobre sus posibles usos, además de escuchar sus inquietudes sobre el agua y la protección del territorio.

Uno de los sectores visitados fue la vereda Nereidas, en la parte alta de Villamaría (Caldas), donde los habitantes plantearon preguntas sobre el comportamiento del subsuelo, las fuentes de agua y las tecnologías propuestas.

Un aspecto central de estos encuentros fue explicar que el proyecto no contempla perforaciones invasivas en las zonas estudiadas ni busca afectar los nacimientos de agua. “Cuando le explicamos a las comunidades que no íbamos a hacer perforaciones invasivas y que el agua de sus nacimientos no se iba a contaminar ni a gastar, la acogida fue muy positiva”, señala.

Además de compartir los resultados, este componente permitió conversar con los habitantes sobre el potencial de los recursos geotérmicos y sus posibles usos en actividades productivas y soluciones energéticas para las zonas rurales.

La investigación fue dirigida por Elisabeth Restrepo Parra, profesora titular y directora de Innterfaz, Centro de Desarrollo Tecnológico de la UNAL Sede Manizales, y articuló el trabajo de más de 50 profesionales y estudiantes de áreas como física, geología e ingeniería.

El proyecto fue financiado por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación (MinCiencias) y la Agencia Nacional de Hidrocarburos (ANH), con la participación de Corpocaldas, la empresa Gestión & Medio Ambiente S.A.S., y los Grupos de Investigación en Aplicación de Nuevas Tecnologías (GIANT); AdBío de Corpocaldas; en Materiales, Catálisis y Ambiente (UN) /; Recursos e Industrias Inteligentes y Sostenibles (RIIS); y los Semilleros de Investigación en Alternativas Energéticas (SIAE) y Análisis Matemático AM.

El trabajo permitió construir una base de información sobre el potencial geotérmico en Manizales, Villamaría y La Dorada, en Caldas; Murillo y Mariquita, en Tolima; y Santa Rosa de Cabal, en Risaralda.

Como resultado, la UNAL entregará información, materiales de divulgación y guías técnicas a las entidades y actores interesados, con el propósito de facilitar la incorporación de la geotermia somera, es decir, el aprovechamiento del calor cercano a la superficie, en proyectos y planes de desarrollo regional.

“Queremos entregar insumos claros para que las instituciones y los municipios piensen en la geotermia somera como un pilar clave en sus planes de desarrollo”, concluye el investigador.