Análisis del potencial geotérmico del acuífero libre del Valle de Aburrá para su aprovechamiento en climatización mediante bomba de calor

dc.audienceComunidad académicaspa
dc.contributor.advisorBlessent, Daniela
dc.contributor.authorEscalona Molina, Luis Manuel
dc.coverage.spatialLat: 06 15 00 N degrees minutes Lat: 6.2500 decimal degrees Long: 075 36 00 W degrees minutes Long: -75.6000 decimal degrees
dc.date.accessioned2026-03-04T21:15:45Z
dc.date.available2026-03-04T21:15:45Z
dc.date.issued2025-12-05
dc.description.abstractLa presente investigación determina el potencial geotérmico somero del acuífero libre del Valle de Aburrá para su aprovechamiento mediante sistemas de bomba de calor de circuito abierto (GWHP), como una alternativa de climatización energéticamente eficiente. Para ello, se analizó el modelo hidrogeológico conceptual del acuífero a partir de información oficial y estudios previos, caracterizando sus propiedades hidráulicas, extensión, espesor, recarga y régimen térmico. Con base en estos datos se elaboró un mapa de transmisividad mediante técnicas geoestadísticas y se estimó el caudal máximo de agua extraíble utilizando la herramienta QGeoTherTools. Dichos insumos permitieron calcular el potencial geotérmico somero del acuífero en términos de potencia térmica disponible. Posteriormente, se evaluó la implementación de un sistema GWHP en dos pozos existentes en Medellín, determinando las cargas térmicas transferibles, la potencia de la bomba de calor y el área potencial a climatizar. Finalmente, se propone una guía de recomendaciones técnicas, ambientales y regulatorias para el diseño e instalación de sistemas GWHP en Colombia. Los resultados evidencian que el acuífero libre constituye un recurso viable para la climatización sostenible, con potencial para reducir el consumo energético y apoyar las estrategias de eficiencia energética en la región. Este estudio contribuye a ampliar el conocimiento del recurso geotérmico somero local y a promover tecnologías innovadoras para la mitigación del cambio climático.spa
dc.format.extent76 páginasspa
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameinstname:Universidad de Medellínspa
dc.identifier.localT 0701 2025
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional Universidad de Medellínspa
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11407/9278
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad de Medellínspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenieríasspa
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Ambientalspa
dc.relation.citationendpage76
dc.relation.citationstartpage1
dc.relation.referencesNaciones Unidas, «Acción por el Clima,» 16 mayo 2024. [En línea]. Available: https://www.un.org/es/climatechange/what-is-climate-change.
dc.relation.referencesForo Económico Mundial, «Climate Action,» 10 noviembre 2022. [En línea]. Available: https://es.weforum.org/agenda/2022/11/he-aqui-por-que-la-creciente-demanda-de-energia-es-un-punto-ciego-en-la-lucha-contra-el-cambio-climatico/.
dc.relation.referencesM. Acosta, K. Correar, F. G. M. Morales, X. Soto y H. Hernández, «Estado del arte sobre los principales indicadores de consumo en el Sector Hotelero,» Investigación y Desarrollo en TIC, pp. 1-13, 2020.
dc.relation.referencesBanco Interamericano de Desarrollo, «Energía para el futuro,» 17 mayo 2024. [En línea]. Available: https://blogs.iadb.org/energia/es/america-latina-y-el-caribe-pueden-mitigar-el-cambio-climatico-aprovechando-su-eficiencia-energetica/.
dc.relation.referencesFINDETER, «Planear el Territorio,» 17 mayo 2024. [En línea]. Available: https://www.findeter.gov.co/blog/planear-el-territorio/eficiencia-energetica-y-energias-renovables.
dc.relation.referencesBolsa Mercantil de Colombia, «Demanda de energía en Colombia creció 4,8% en marzo de 2022,» 17 mayo 2024. [En línea]. Available: https://www.bmcbec.com.co/publicaciones/posts/noticias/noticias/demanda-de-energia-en-colombia-crecio-48-en-marzo-de-2022.
dc.relation.referencesMinisterio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, «Colombia hacia la COP 21,» 17 mayo 2024. [En línea]. Available: https://archivo.minambiente.gov.co/index.php/convencion-marco-de-naciones-unidas-para-el-cambio-climatico-cmnucc/colombia-hacia-la-cop-21-cop-22.
dc.relation.referencesD. Ürge-Vorsatz y B. Metz, «Energy efficiency: how far does it get us in controlling climate change?,» Energy efficiency, vol. 2, pp. 87-94, 2009.
dc.relation.referencesJ. Lund, «Direct Heat Utilization of Geothermal Resources Worldwide,» de Power Stations Using Locally Available Energy Sources, New York, Springer, 2018, pp. 297-325.
dc.relation.referencesD. Milenic, P. Vasiljevic y A. Vranjes, «Criteria for use of groundwater as renewable energy source in geothermal,» Energy and buildings, pp. 649-657, 2010.
dc.relation.referencesA. García, E. Garrido, M. Mejías y J. Santamarta, Shallow geothermal energy: Theory and Application, Cham, Suiza: Springer Hydrogeology, 2022.
dc.relation.referencesS. Taqwim, N. Miryani y A. Ashat, «Mesuring the potential benefits of geothermal cooling and heating applications in Indonesia,» Indonesia International Geothermal Convention & Exhibition, 2013.
dc.relation.referencesJ. Lund y A. Toth, «Direct Utilization of Geothermal Energy 2020 Worldwide Review,» Geothermics, p. Vol. 90, 2021.
dc.relation.referencesC. Sáez, I. Martín, N. Nuño, M. Maté, F. Arturo y D. González, «Evaluation of different methodologies for calculating the energy demand,» Sustainable Energy Technologies and Assessments 60 (2023) 103528, 2023.
dc.relation.referencesÁrea Metropolitana del Valle de Aburrá, «Eficiencia energética,» 18 mayo 2024. [En línea]. Available: https://www.metropol.gov.co/ambiental/Paginas/consumo-sostenible/eficiencia-energetica.aspx.
dc.relation.referencesCAF Banco de Desarrollo de América Latina y El Caribe, «12 medidas para la lograr la eficiencia energética de Colombia,» 25 octubre 2016. [En línea]. Available: https://www.caf.com/es/actualidad/noticias/2016/10/12-medidas-para-la-lograr-la-eficiencia-energetica-de-colombia/.
dc.relation.referencesV. Tellez, «El Colombiano,» 12 agosto 2023. [En línea]. Available: https://www.elcolombiano.com/medellin/los-barrios-de-medellin-mas-afectados-por-islas-de-calor-ID22128725. [Último acceso: 5 octubre 2024].
dc.relation.referencesÁrea Metropolitana del Valle de Aburrá y Universidad de Antioquia, «Formulación del Plan de Manejo Ambiental de Acuífero del Valle de Aburrá,» AMVA, Medellín, 2018.
dc.relation.referencesI. S. Moeck, «Catalog of geothermal play types based on geologic controls,» Renewable and Sustainable Energy Reviews, nº 37, pp. 867-882, 2014.
dc.relation.referencesI. Stober y K. Bucher, Geothermal Energy, from theoretical models to exploration and development, Cham, Suiza: Springer Nature Switzerland, 2021.
dc.relation.referencesF. Gutiérrez, D. Blessent y F. Rivas, «Prototype for a shallow geothermal installation for the air conditioning of spaces at a Colombian University,» DYNA, pp. 1-7, 2023.
dc.relation.referencesB. Sanner, «Shallow Geothermal Energy,» Geo-Heat Center Bulletin, pp. 19-25, 2001.
dc.relation.referencesA. Vieira, M. Alberdi-Pagola, P. Christodoulides, S. Javed, F. Loveridge, F. Nguyen y F. Cecinato, «Characterisation of Ground Thermal and Thermo-Mechanical Behaviour for Shallow Geothermal Energy Applications,» Energies, pp. 1-51, 2017.
dc.relation.referencesS. Düber, R. Fuentes y N. Guillermo, «Exploiting heat gains along horizontal connection pipes in existing borehole heat exchanger fields,» Geothermics, nº 118, pp. 1-12, 2024.
dc.relation.referencesA. Manzella, A. Alansdottir y A. Pellizzone, Geothermal energy and society, Cham, Suiza: Springer International Publishing, 2019.
dc.relation.referencesD. Banks, An introduction to thermogeology: Ground Source Heating and Cooling, Chichester: Wiley-Blackwell, 2012.
dc.relation.referencesL. Pekař, «Introduction to heat exchangers,» de Advanced Analytic and Control Techniques for Thermal Systems with Heat Exchangers, Academic Press, 2020, pp. 3-20.
dc.relation.referencesS. Lines, M. Llano-Serna y D. Williams, «Analysis of groundwater advection and ground-heat exchanger spacing on intermittent ground-source heat pump operation,» Springer Series in Geomechanics and Geoengineering, vol. 0, pp. 19-26, 2018.
dc.relation.referencesS. Lu y S. Feng, «Comprehensive overview of numerical modeling of coupled landfill processes,» Waste management, nº 118, pp. 161-179, 2020.
dc.relation.referencesK. Rafferty, «An information survival kit for the prospective geothermal heat pump owner,» Geo-Heat Center-U.S. Department of Energy, Washington, DC, 2001.
dc.relation.referencesS. Kavanaugh y K. Rafferty, «Geothermal Heating and Cooling Design of Ground-Source Heat Pump Systems,» ASHRAE, Atlanta, 2014.
dc.relation.referencesM. Villafán-Sierra, D. Blessent, J. Lopez-Sanchez, C. Arrieta-Gonzalez y M. Gonzalez-Palacio, «Feasibility of shallow geothermal installations for cool-ing purposes in tropical climate,» Congress on Research, Development, and Innovation in Renewable Energies, pp. 131-138, 2024.
dc.relation.referencesF. Stauffer, P. Bayer, P. Blum, N. Molina-Giraldo y W. Kinzelbach, Thermal use of shallow groundwater, Boca Raton, FL: CRC Press, 2014.
dc.relation.referencesT. Betancur, Las aguas subterráneas en el departamento de Antioquia, Medellín: Universidad de Antioquia, 2023.
dc.relation.referencesB. Bastidas, Estudio hidrogeológico de los sistemas acuíferos del Valle de Aburrá (Antioquia - Colombia), Medellín: Fundación Centro Internacional de Hidrología Subterránea - FCIHS, 2017.
dc.relation.referencesS. Patiño, M. Jaramillo, C. Espinoza y M. Arias, «Preferential groundwater flow directions in a pseudokarst system in Colombia, South America,» Journal of South American Earth Sciences, nº 112, pp. 1-12, 2021.
dc.relation.referencesD. Martinez, B. Ebenhack y T. Wagner, Energy Efficiency: Concepts and Calculations, Elsevier, 2019.
dc.relation.referencesA. Vranjes, D. Milenic y P. Dokmanovic, «Geothermal concept for energy efficient improvement of space heating and cooling in highly urbanized area,» Thermal Science, pp. 857-864, 2015.
dc.relation.referencesM. Alcaraz, A. Garcia-Gil, E. Vásquez-Suñé y V. Velasco, «Advection and dispersion heat transport mechanisms in the quantification of shallow geothermal resources and associated environmental impacts,» Science of the Total Environment, pp. 536-546, 2016.
dc.relation.referencesM. Alcaraz, «Manual para cálculo del potencial geotérmico somero con QGeoTherTools en QGIS,» Share Alike 4.0 International, Buenos Aires, 2016.
dc.relation.referencesM. Alcaraz, E. Vásquez-Suñé, M. Pleitavino, L. Sheiber, O. Rivera y D. Blessent, «Ibero-American Atlas of Shallow Geothermal Energy by RIGS-CYTED,» RIGS-CYTED, Madrid, 2019.
dc.relation.referencesA. García-Gil, C. Abesser, S. Gasco, M. Marazuela, J. Lázaro, E. Vázquez-Suñé, A. Hughes y M. Mejías, «Defining the exploitation patterns of groundwater heat pump systems,» Science of the total environment, pp. 1-12, 2020.
dc.relation.referencesF. Böttcher, A. Casasso, G. Götzl y K. Zosseder, «TAP - Thermal aquifer Potential: A quantitative method to assess the,» Renewable Energy, pp. 85-95, 2019.
dc.relation.referencesS. Halilovic, F. Böttcher, K. Zosseder y T. Hamacher, «Spatial analysis of thermal groundwater use based on optimal sizing and placement of well doublets,» Energy, pp. 1-11, 2024.
dc.relation.referencesÁrea Metropolitana del Valle de Aburrá y Universidad de Antioquia, «Aunar esfuerzos para la Gestión Integral Del Recurso Hídrico Superficial Y Subterráneo, en el marco de la operación de la Red de Monitoreo Ambiental en la Cuenca Hidrográfica del Río Aburrá – Medellín,» Red Río, Medellín, 2022.
dc.relation.referencesCORANTIOQUIA, «Plan de Ordenación y Manejo de la cuenca del río Aburrá,» AMVA, Medellín, 2018.
dc.relation.referencesFundación Centro Internacional de Hidrología Subterránea, Hidrogeología: conceptos básicos de hidrología subterránea, Barcelona: Comisión docente Curso Internacional de Hidrología Subterránea, 2009.
dc.relation.referencesEsri, «Introducción a Geostatistical Analyst en ArcGIS Pro,» [En línea]. Available: https://pro.arcgis.com/es/pro-app/3.3/help/analysis/geostatistical-analyst/get-started-with-geostatistical-analyst-in-arcgis-pro.htm. [Último acceso: 12 abril 2025].
dc.relation.referencesJ. Ríos-Ocampo, Y. Olaya, A. Osorio, D. Henao, R. Smith y S. Arango-Aramburo, «Thermal districts in Colombia: Developing a methodology to estimate the cooling potential demand,» Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 165, pp. 1-7, 2022.
dc.relation.referencesEcoforest, «Ecoforest: Bombas de calor geotérmicas,» Ecoforest, 2025. [En línea]. Available: https://ecoforest.com/es/bomba-de-calor/geotermia/. [Último acceso: 23 agosto 2025].
dc.relation.referencesE. H. y. Ambientales, «Informe Legalización de Pozos Gaseosas Lux S.A.,» Gaseosas Lux, Medellín, 2003.
dc.relation.referencesK. Tsagarakis, L. Efthymiou, A. Michopoulos, A. Mavragani, A. Anđelković, F. Antolini, M. Bacic, D. Bajare, M. Baralis, W. Bogusz, S. Burlon, J. Figueira, M. Genç, S. Javed, A. Jurelionis, K. Koca, G. Ryżyński, J. Urchueguia y B. Žlender, «A review of the legal framework in shallow geothermal energy in selected European countries: Need for guidelines,» Renewable Energy, vol. 147, pp. 2256-2571, 2018.
dc.relation.referencesL. Escalona y D. Blessent, «Análisis del potencial geotérmico del acuífero libre del Valle de Aburrá,» de Memorias 7ª Reunión Nacional de Geotermia, Bogotá, 2025.
dc.relation.referencesM. Gizzi, F. Vagnon, G. Taddia y S. Lo Russo, «A Review of Groundwater Heat Pump Systems in the Italian Framework: Technological Potential and Environmental Limits,» Energies, nº 16, 2023.
dc.relation.referencesB. Piga, A. Casasso, F. Pace, A. Godio y R. Sethi, «Thermal Impact Assessment of Groundwater Heat Pumps (GWHPs): Rigorous vs. Simplified Models,» Energies, vol. 10, nº 9, pp. 1-19, 2017.
dc.relation.referencesS. Gjengedal, R. Ramstad, B. Hilmo y B. Frengstad, «Fouling and clogging surveillance in open loop GSHP systems,» Bulletin of Engineering Geology and the Environment, vol. 79, pp. 69-82, 2020.
dc.relation.referencesF. Gutierrez, «Propuesta de instalación geotérmica somera a partir de bombas de calor para la climatización de espacios en la Universidad EIA (Trabajo de grado),» Universidad EIA, Envigado, 2021.
dc.relation.referencesThe Metro Group Inc., «The Metro Handbook of water treatment for HVAC systems,» New York, 2011.
dc.relation.referencesIDEAM, «Aguas Subterráneas,» 31 diciembre 2009. [En línea]. Available: https://www.ideam.gov.co/sala-de-prensa/informes/Aguas-subterr%C3%A1neas. [Último acceso: 7 septiembre 2025].
dc.relation.referencesD. Vargas, «Geotermia de baja entalpía a partir de aguas asociada a la de producción crudo de un campo petrolero en la cuenca colombiana de los Llanos Orientales,» Universidad del Rosario [Tesis de Maestría], Bogotá, 2022.
dc.relation.referencesJ. Zuleta, «Acuíferos del Aburrá: ¿1.000 pozos son el alivio de una posible sequía?,» 5 octubre 2024. [En línea]. Available: https://www.elcolombiano.com/medellin/acuiferos-de-medellin-respuesta-a-sequia-NE25560184.
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAttribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International
dc.rights.localAcceso abiertospa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.subject.lembAcuíferos - Valle de Aburrá (Antioquia, Colombia)spa
dc.subject.lembBombas de calorspa
dc.subject.lembCambios climáticosspa
dc.subject.lembConsumo de energíaspa
dc.subject.lembHidrogeologíaspa
dc.subject.lembIngeniería geotérmicaspa
dc.subject.lembRecursos energéticos renovablesspa
dc.subject.proposalBomba de calor geotérmicaspa
dc.subject.proposalAcuífero libre del Valle de Aburráspa
dc.subject.proposalBomba de calor geotérmicaspa
dc.subject.proposalGWHPspa
dc.subject.proposalPotencial geotérmicospa
dc.subject.proposalHidrogeologíaspa
dc.subject.proposalTransmisividadspa
dc.subject.proposalEficiencia energéticaspa
dc.subject.proposalMitigación del cambio climáticospa
dc.titleAnálisis del potencial geotérmico del acuífero libre del Valle de Aburrá para su aprovechamiento en climatización mediante bomba de calorspa
dc.typemaster thesis
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/masterThesis
dc.type.localTesis Maestríaspa

Archivos

Bloque original

Mostrando 1 - 1 de 1
Cargando...
Miniatura
Nombre:
T_MIA_916.pdf
Tamaño:
3.08 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format

Bloque de licencias

Mostrando 1 - 1 de 1
Cargando...
Miniatura
Nombre:
license.txt
Tamaño:
1.56 KB
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descripción:

Colecciones