domingo, 10 de agosto de 2014

CLIMATIZACIÓN GEOTÉRMICA

El aprovechamiento de la energía térmica de la Tierra para la producción de electricidad en zonas volcánicas o sísmicas es conocido de todos. En países como Islandia la energía de la corteza terrestre es fácilmente captable debido a la particularidad de la isla de encontrarse entre dos placas continentales en cuya unión el acceso a las zonas calientes sublitosféricas es relativamente fácil. El calor que aflora en la falla es utilizado para mover turbinas de vapor y ser así transformado en energía eléctrica. Estamos ante lo que se conoce como energía geotérmica de entalpía alta o media.

En estos países volcánicos es posible igualmente aprovechar la energía geotérmica como fuente de calefacción para su uso directo en edificios residenciales, industriales o terciarios. Se trata entonces de una energía geotérmica de baja entalpía.

En el resto de países del mundo, que se encuentran sobre terrenos estables, también se puede aprovechar la energía térmica del subsuelo. En efecto, toda la corteza terrestre acumula energía térmica, principalmente proveniente del Sol, que puede ser utilizada por el hombre en sistemas de climatización y de agua caliente sanitaria. Esta energía que no procede, al menos no fundamentalmente, del núcleo terrestre, es de muy baja entalpía pero aún así puede jugar un importante papel en el confort humano.


La climatización geotérmica se basa en la gran inercia térmica de la Tierra, que hace que ésta acumule la energía solar recibida en los meses de verano hasta bien avanzadas las estaciones posteriores y del mismo modo conserve el frescor del invierno hasta los meses más cálidos. Debido a esto (y no a un supuesto efecto aislante como pudiera pensarse) la temperatura de la corteza terrestre es relativamente uniforme a lo largo del año, y aún más según aumente la profundidad a la que midamos. De este modo, por debajo de 25 m de profundidad encontraremos una temperatura prácticamente constante en el tiempo, que en la península ibérica es de unos 15 ° C.

Por su condición de energía solar, la energía geotérmica de muy baja entalpía es considerada por la Unión Europea desde 2009 como energía renovable. Si para el correcto aprovechamiento de la energía solar convencional precisamos de unos paneles (fotovoltaicos o de fluido), en este caso también precisaremos de sistemas de captación (ya veremos que también de cesión) de la energía térmica del subsuelo.

Los sistemas de captación pueden ser cerrados (captación horizontal, captación vertical y captación en bolsas de agua subterránea) o abiertos (captación en embalses o lagos, aunque está siendo contestada por los expertos por su dudosa clasificación como renovable) y contarán con tubos  por los que circulará un fluido, normalmente agua glicolada, que  tomará o cederá energía como consecuencia del salto térmico entre dicho fluido y el medio terrestre. 

Captación vertical en geotermia
Captación vertical (Geothermal Heat Pump Consortium)
La captación vertical, que se está revelando como la más adecuada para el aprovechamiento geotérmico en edificaciones de tamaño medio en la península, consiste en la ejecución de una o varias perforaciones en las cuales se introducirán los captadores de energía. La longitud de cada perforación varía entre 50 m y 200 m. Tienen la ventaja de que ocupan poco espacio y proporcionan una gran estabilidad de las temperaturas. Por el contrario, su ejecución es más cara que la de otros sistemas de  captación.

Bien es cierto que para aprovechar esta energía es necesaria una cierta tecnología: la bomba de calor, que obviamente consumirá por su parte energía eléctrica.

La bomba de calor es la encargada de aprovechar la energía obtenida gratuitamente del terreno mediante su ciclo frigorífico (ciclo inverso de Rankine) y es capaz de elevar la temperatura del agua del secundario (calefacción  o ACS) hasta la temperatura deseada.

En los meses cálidos podremos invertir el ciclo y el calor del edificio será extraído y transferido al subsuelo a través de los mismos captadores energéticos.

El proceso permite obtener energía limpia y renovable en una proporción de hasta 1:5, es decir que por cada kWh eléctrico que la bomba necesita para operar proporciona 5 kWh térmicos, con lo que el balance neto es de 4 kWh.

Este sistema de climatización es particularmente eficaz en edificios dotados de suelo radiante.

Las ventajas de la climatización geotérmica respecto de otros sistemas son: bajos costes de mantenimiento y de operación, ahorro de hasta el 70% en calefacción y 50% en refrigeración, reducción de emisiones de CO₂, montaje en interior del edificio sin tomas de aire ni retornos, bajo nivel de ruidos, mínimas servidumbres (sin torres de refrigeración ni aeroventiladores), necesidades de espacio reducidas, longevidad del equipo, funcionamiento en circuito cerrado (sin peligro de legionella), longevidad de los sondeos (>50 años), robustez y fiabilidad mecánicas y compatibilidad con otras energías renovables.

En resumen, podemos decir que la geotermia de muy baja entalpía constituye una fuente inagotable de energía que puede ser aprovechada muy eficientemente por el ser humano para su confort y a la que se le augura un extraordinario desarrollo en los años venideros.  

JS ENGINEERING & MANAGEMENT gestiona proyectos de climatización geotérmica de muy baja entalpía.

Para saber más sobre la climatización geotérmica: www.groen.es

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