{"id":2110,"date":"2021-04-29T14:45:58","date_gmt":"2021-04-29T17:45:58","guid":{"rendered":"https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/?p=2110"},"modified":"2022-03-17T14:46:38","modified_gmt":"2022-03-17T14:46:38","slug":"aplicaciones-de-la-energia-geotermica-en-la-industria-agricola-ganadera-y-la-influencia-de-la-conductividad-termica-del-material","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/aplicaciones-de-la-energia-geotermica-en-la-industria-agricola-ganadera-y-la-influencia-de-la-conductividad-termica-del-material","title":{"rendered":"Aplicaciones de la energ\u00eda geot\u00e9rmica en la industria agr\u00edcola-ganadera y la influencia de la conductividad t\u00e9rmica del material"},"content":{"rendered":"\t\t
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C\u00f3mo la conductividad t\u00e9rmica del subsuelo puede afectar la extracci\u00f3n de energ\u00eda geot\u00e9rmica y la aplicaci\u00f3n de este recurso natural en la industria agr\u00edcola-ganadera.<\/p><\/blockquote>

Introducci\u00f3n<\/h2>

La industria agr\u00edcola-ganadera y alimentaria domina el mercado global por tratarse de uno de los sectores m\u00e1s grandes y que m\u00e1s recursos emplea en todo el mundo. Esta industria consume alrededor de un tercio de toda la producci\u00f3n mundial de energ\u00eda y se estima que el 12% se utiliza para la producci\u00f3n de cultivos y casi el 80% para el procesamiento, la distribuci\u00f3n, la venta al por menor, la preparaci\u00f3n y la cocci\u00f3n (FAO, 2010). Tambi\u00e9n representa el 80-90% del uso mundial de agua dulce; el 70% de esta agua se emplea solo para fines de riego (Hoff, 2011). Estas estad\u00edsticas describen la cadena de suministro agroalimentario como una de las industrias m\u00e1s da\u00f1inas para el medioambiente, dado que promueve el cambio clim\u00e1tico y la sobreexplotaci\u00f3n de los recursos naturales. La productividad de la industria agr\u00edcola-ganadera est\u00e1 determinada principalmente por la disponibilidad del agua, la energ\u00eda y los recursos terrestres. A medida que la poblaci\u00f3n mundial crece de manera exponencial, tambi\u00e9n lo hace la demanda de estos recursos. Estas industrias dependen en gran medida de la producci\u00f3n de combustibles f\u00f3siles, a tal punto que cuando hay un aumento en los precios del petr\u00f3leo crudo, el precio promedio de una caja de cereales tambi\u00e9n aumenta. Para reducir los impactos ambientales da\u00f1inos causados por este uso excesivo de recursos no renovables, la industria agr\u00edcola-ganadera y la cadena de suministro agroalimentario deber\u00edan independizarse de la producci\u00f3n de combustibles f\u00f3siles. Reemplazar el uso de combustibles f\u00f3siles por una variedad de fuentes de energ\u00eda renovable conducir\u00eda a un aumento de la seguridad alimentaria mundial y una reducci\u00f3n del cambio clim\u00e1tico. La obtenci\u00f3n de fuentes de energ\u00eda, agua y alimentos seguros, accesibles y ecol\u00f3gicos debe convertirse en una prioridad inmediata para esta industria antes de que contin\u00fae causando da\u00f1os irreversibles al medioambiente.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Uso\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Figura 1:<\/b> Uso nacional de energ\u00edas renovables en los EE. UU.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La agricultura y la cadena de suministro agroalimentario enfrentan constantes desaf\u00edos debido a la creciente demanda impulsada por el crecimiento exponencial de la poblaci\u00f3n humana y la falta de recursos disponibles, lo que crea una lucha constante para los productores que intentan satisfacer las necesidades de los consumidores. Estas industrias deben satisfacer demandas de producci\u00f3n masivas al mismo tiempo que intentan adaptarse al cambio clim\u00e1tico y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. El desarrollo de fuentes de energ\u00eda renovable como la solar, e\u00f3lica y geot\u00e9rmica tiene el potencial de reducir los costos de producci\u00f3n y minimizar los impactos ambientales. La energ\u00eda geot\u00e9rmica es uno de los recursos renovables m\u00e1s consistentes y poderosos que se ha utilizado en la industria agr\u00edcola-ganadera en los \u00faltimos tiempos. Se denomina energ\u00eda geot\u00e9rmica al calor que proviene del interior de la corteza terrestre. En t\u00e9rminos t\u00e9cnicos, es la energ\u00eda t\u00e9rmica que se encuentra dentro de la roca y el fluido, que circula entre los poros y las fracturas de la corteza terrestre. Se puede acceder a ella mediante la perforaci\u00f3n de grandes orificios en reservorios de tierra para extraer vapor y agua caliente. Se extrae agua caliente y vapor y se llevan hasta la superficie donde se utilizan para alimentar una amplia variedad de aplicaciones diferentes. La energ\u00eda t\u00e9rmica determina la temperatura de la materia. La mayor parte de la energ\u00eda geot\u00e9rmica se origin\u00f3 a partir de la formaci\u00f3n inicial del planeta, as\u00ed como de la desintegraci\u00f3n radiactiva de los materiales. La energ\u00eda geot\u00e9rmica es costo-efectiva, renovable, confiable y sostenible, pero hist\u00f3ricamente se ha limitado a \u00e1reas que se encuentran cerca del l\u00edmite de las placas tect\u00f3nicas. La tecnolog\u00eda reciente ha ampliado considerablemente el alcance y la accesibilidad de este recurso, en especial para aplicaciones de uso frecuente, como la calefacci\u00f3n dom\u00e9stica. Los pozos geot\u00e9rmicos a\u00fan liberan una peque\u00f1a cantidad de gas de efecto invernadero que qued\u00f3 atrapado en las profundidades de la tierra; sin embargo, estas emisiones son sustancialmente m\u00e1s bajas en comparaci\u00f3n con las producidas por la energ\u00eda de los combustibles f\u00f3siles convencionales.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Diagrama\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Figura 2:<\/b> Diagrama simple que ilustra los procesos b\u00e1sicos involucrados en la extracci\u00f3n de energ\u00eda geot\u00e9rmica<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Conductividad t\u00e9rmica de los materiales<\/h2>

La conductividad t\u00e9rmica del material del sustrato rocoso es un par\u00e1metro sumamente importante para el modelado geot\u00e9rmico, ya que controla directamente el campo de temperatura de estado estable. La conductividad t\u00e9rmica del suelo puede tener un fuerte impacto en la temperatura de funcionamiento y en el rendimiento general de los intercambiadores de calor geot\u00e9rmicos. La conductividad t\u00e9rmica describe la capacidad de los materiales para transferir calor de manera efectiva a trav\u00e9s del proceso de conducci\u00f3n y var\u00eda entre los materiales geot\u00e9rmicos desde 0,5 W\/(mK) hasta 8 W\/(mK). Aunque este es un rango de valores relativamente estrecho, la mayor\u00eda de los sistemas geot\u00e9rmicos son bastante sensibles a la conductividad t\u00e9rmica de un sustrato. Por ejemplo, la longitud necesaria de un orificio perforado para satisfacer las necesidades energ\u00e9ticas de un edificio puede aumentar en m\u00e1s del 50% para un material geol\u00f3gico con una baja conductividad t\u00e9rmica de subsuelo de 2 W\/(mK), en comparaci\u00f3n con un material que posee una alta conductividad t\u00e9rmica de 6 W\/(mK). La perforaci\u00f3n puede ser un proceso costoso y conocer la conductividad t\u00e9rmica del material del subsuelo puede ayudar a definir la longitud de perforaci\u00f3n m\u00e1s precisa para adaptarse a la cantidad de energ\u00eda requerida.<\/p>

Aplicaciones de la energ\u00eda geot\u00e9rmica<\/h2>

El uso de la energ\u00eda geot\u00e9rmica lentamente comienza a aumentar su prevalencia en la industria agr\u00edcola-ganadera y alimentaria. Por lo general, esta forma de energ\u00eda renovable se utiliza para calefaccionar y refrigerar edificios, suelo y agua (incluida el agua para la acuicultura), secar cultivos y cereales, y calefaccionar invernaderos. Muchas aplicaciones comunes de la energ\u00eda geot\u00e9rmica son similares a las de la energ\u00eda solar; sin embargo, la energ\u00eda geot\u00e9rmica est\u00e1 disponible las 24 horas del d\u00eda, los 365 d\u00edas del a\u00f1o, por lo que es m\u00e1s conveniente acceder a ella que acceder a la energ\u00eda solar, especialmente en latitudes m\u00e1s altas que reciben menos luz del d\u00eda. A finales de 2014, el uso global de la energ\u00eda geot\u00e9rmica hab\u00eda aumentado en m\u00e1s del 24%. A nivel mundial, el 4,5% de la energ\u00eda geot\u00e9rmica se utiliza para invernaderos y calefacci\u00f3n por suelo radiante, el 2% para la acuicultura, el 1,8% para procesos industriales y el 0,4% para secado.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Ejemplo\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Figura 3:<\/b> Ejemplo de granja acu\u00edcola<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La regulaci\u00f3n de la temperatura de los invernaderos es un ejemplo de c\u00f3mo la sustituci\u00f3n de los m\u00e9todos de calefacci\u00f3n tradicionales por energ\u00eda geot\u00e9rmica puede beneficiar el medioambiente y reducir sustancialmente los costos para el productor. La calefacci\u00f3n geot\u00e9rmica emplea calor a trav\u00e9s del suelo o del aire, y reemplaza y adapta calentadores que normalmente funcionar\u00edan con electricidad o combustibles f\u00f3siles. El uso mundial de la energ\u00eda geot\u00e9rmica para calefaccionar invernaderos ha aumentado m\u00e1s del 15% entre 2010 y 2015. Los sistemas geot\u00e9rmicos tambi\u00e9n pueden considerarse una soluci\u00f3n para la producci\u00f3n de agua dulce, ya que el riego es actualmente el mayor consumidor de agua dulce del mundo. La desalinizaci\u00f3n del agua geot\u00e9rmica es un m\u00e9todo sencillo de asegurar agua dulce de alta calidad, que se puede utilizar para una variedad de aplicaciones. La calefacci\u00f3n (y refrigeraci\u00f3n) de espacios es un importante factor de consumo energ\u00e9tico en la industria de la producci\u00f3n de alimentos, especialmente en la cr\u00eda de cerdos y aves de corral. Estos ciclos de refrigeraci\u00f3n mec\u00e1nica o por evaporaci\u00f3n se llevan a cabo principalmente en un establecimiento cerrado que requiere una temperatura y una calidad de aire constantes para promover la salud y el crecimiento \u00f3ptimos de los animales. Emplear un recurso no renovable como los combustibles f\u00f3siles para reemplazar el aire interior contaminado puede demandar una enorme cantidad de energ\u00eda, la mayor parte de la cual se puede obtener con deshumidificadores y calefactores de aire y espacios a base de energ\u00eda geot\u00e9rmica o solar. El secado de cultivos, cereales y productos de origen animal es una de las aplicaciones m\u00e1s vers\u00e1tiles y sencillas de la energ\u00eda geot\u00e9rmica y solar que se practica actualmente en la industria alimentaria y agr\u00edcola-ganadera. Estos procesos de secado pueden variar desde m\u00e9todos de \u201ch\u00e1galo usted mismo\u201d hasta deshidratadores geot\u00e9rmicos complejos de tama\u00f1o industrial. A diferencia del secado solar, es posible obtener energ\u00eda geot\u00e9rmica en \u00e1reas que reciben poca radiaci\u00f3n solar, como en regiones de gran altura y climas m\u00e1s fr\u00edos. Quince pa\u00edses han informado que actualmente est\u00e1n utilizando energ\u00eda geot\u00e9rmica a escala industrial para secar diversos cereales, hortalizas y frutas. Algunos ejemplos incluyen algas, cebollas, trigos y cereales. Los mayores consumidores de este recurso renovable para el secado son China, Hungr\u00eda y Estados Unidos. <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Frutas\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Figura 4:<\/b> Frutas deshidratadas y frutos secos similares a los que se someten a secado mediante procesos geot\u00e9rmicos.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Conclusi\u00f3n<\/h2>

La energ\u00eda geot\u00e9rmica es un recurso ilimitado y renovable que es independiente del clima cambiante, de las condiciones clim\u00e1ticas, y se puede utilizar los 365 d\u00edas del a\u00f1o. Reemplazar las fuentes de energ\u00eda no renovables convencionales en la industria agr\u00edcola-ganadera y alimentaria reducir\u00eda significativamente los costos y minimizar\u00eda los impactos ambientales nocivos. Te\u00f3ricamente, los recursos geot\u00e9rmicos de la tierra podr\u00edan suministrar suficiente energ\u00eda para satisfacer las necesidades energ\u00e9ticas de la humanidad; sin embargo, solo una peque\u00f1a fracci\u00f3n de esta energ\u00eda se puede explotar de manera rentable. La perforaci\u00f3n y exploraci\u00f3n de estos recursos pueden ser actividades costosas inicialmente, y muchas empresas y productores carecen de la motivaci\u00f3n para \u201cdesviarse de lo pautado\u201d e incursionar en sus l\u00edneas de producci\u00f3n. A pesar de la inversi\u00f3n inicial que se requiere para cambiar de combustibles f\u00f3siles a energ\u00eda geot\u00e9rmica, en general, el uso de este recurso renovable en la industria agr\u00edcola-ganadera ha aumentado sustancialmente en las \u00faltimas dos d\u00e9cadas. A medida que se sigan dise\u00f1ando y fabricando nuevos equipos y tecnolog\u00edas, el uso de la energ\u00eda geot\u00e9rmica seguir\u00e1 creciendo en la agricultura, la ganader\u00eda y el procesamiento de alimentos.<\/p>

Referencias<\/h2>

Book series page. (2017). Sustainable Energy Developments Geothermal,Wind and Solar Energy Applications in Agriculture and Aquaculture<\/em>, 361\u2013362. doi: 10.1201\/9781315158969-17<\/p>

FAO (2011b) The state of the world\u2019s land and water resources for food and agriculture (SOLAW) \u2013 managing<\/p>

systems at risk. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy and Earthscan, London, UK.<\/p>

Hoff, H. (2011) Understanding the nexus. Stockholm Environment Institute (SEI), Stockholm, Sweden. Disponible en: http:\/\/www.water-energy-food.org\/documents\/understanding_the_nexus.pdf [accessed August 2016].<\/p>

Martens, S., Hangx, S., Juhlin, C., KuHN, M., Kempka, T. 2017. Energy, resources and the environment: meeting challenges of the future. Energy Procedia.<\/em> 125: 1-5. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.egypro.2017.08.301<\/a>.<\/p>

Book series page. (2017). Sustainable Energy Developments Geothermal,Wind and Solar Energy Applications in Agriculture and Aquaculture<\/em>, 361\u2013362. doi: 10.1201\/9781315158969-17<\/p>

Raymond, J. (2018). Colloquium 2016: Assessment of subsurface thermal conductivity for geothermal applications. Canadian Geotechnical Journal<\/em>, 55<\/em>(9), 1209\u20131229. doi: 10.1139\/cgj-2017-0447<\/p>

Sipio, E. D., Chiesa, S., Destro, E., Galgaro, A., Giaretta, A., Gola, G., & Manzella, A. (2013). Rock Thermal Conductivity as Key Parameter for Geothermal Numerical Models. Energy Procedia<\/em>, 40<\/em>, 87\u201394. doi: 10.1016\/j.egypro.2013.08.011<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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