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 (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
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