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La Energía Geotérmica

09/07/2009 10:56

0 La energía geotérmica de baja temperatura se aplica a la producción de calefacción, aire acondicionado y agua caliente. Su funcionamiento es muy simple, y es una forma económica y eficiente de reducir drásticamente el consumo de energía

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Cada media hora, el sol provee energía suficiente a la Tierra para cubrir sus necesidades energéticas de todo un año. La atmósfera terrestre deja pasar la radiación solar, que calienta el suelo. La radiación reflejada por el suelo, de menor longitud de onda que la radiación incidente, no puede volver a atravesar en su totalidad la atmósfera hacia el espacio exterior. El resultado es que una parte importante de la radiación incidente sobre la tierra se queda en el subsuelo y en la atmósfera en forma de calor. Es lo que se conoce como efecto invernadero.

La acción humana de quemar ingentes cantidades de combustibles fósiles ha originado un incremento del contenido de dióxido de carbono en la atmósfera, con el efecto indeseado de incrementar la capacidad de la atmósfera de retener el calor de la radiación solar, con la consecuencia de un incremento de las temperaturas medias de la tierra, especialmente en las zonas polares. A este incremento, de consecuencias imprevisibles, pero cuyos efectos se hacen ya notar en el clima, se le conoce como Cambio Climático.

A partir de seis metros de profundidad el subsuelo mantiene una temperatura estable durante todo el año, que aproximadamente es la temperatura media del aire de los últimos diez años. En las latitudes en las que estamos, esta temperatura es de aproximadamente 17ºC.

Esta temperatura estable es mucho más baja que la temperatura del aire en verano (33ºC, por ejemplo), y muy superior a la temperatura del aire en las horas más frías del invierno (0ºC, por ejemplo).

La energía geotérmica de baja entalpía aprovecha la temperatura estable y favorable del subsuelo para condensar/evaporar una bomba de calor, conocida como bomba de calor geotérmica, para proveer enfriar o calentar el edificio.

Las bombas de calor que proveen aire acondicionado en verano y calefacción en invierno no son más que neveras. En su parte posterior una nevera tiene unos tubos negros que realizan el intercambio de calor con el exterior. La energía geotérmica consiste en sustituir estos tubos por tubería de polietileno enterrada en zanjas horizontales o en pozos verticales.

VENTAJAS MEDIOAMBIENTALES

La temperatura del subsuelo más favorable, junto con el hecho de que el fluido caloportador es agua, consiguen un rendimiento de funcionamiento muy superior al de una bomba de calor tradicional, y por ende, unos ahorros de energía muy importantes, que van del 55% hasta el 70%.

La energía geotérmica consiste en sustituir estos tubos por tubería de polietileno enterrada en zanjas horizontales o en pozos verticales

Esta economía de consumo energético se traduce en una reducción de las emisiones de CO2. La gráfica siguiente muestra las emisiones de CO2 de diferentes fuentes de energía por cada kWh.

SUBVENCIONES A LA INSTALACIÓN

Reconocida por la unión europea como una energía renovable, la energía geotérmica cuenta con subvenciones a la instalación, que se tramitan a través de las comunidades autónomas. Existen planes a los que se puede acojer la instalación, bien sea como energía renovable, o bien por ahorro energético.

VENTAJAS RESPECTO DE OTROS SISTEMAS

  • COP muy elevado. El consumo en kWh de la bomba de calor geotérmica supone ahorros de entre el 55% y el 70% respecto de una caldera de gas de condensación o de una bomba de calor tradicional condensada por aire.
  • Es una energía flexible. Se puede instalar combinada con otras energías, por ejemplo calderas de gas o paneles solares térmicos.
  • Libertad en la elección del sistema de distribución. Al distribuir la energía térmica mediante agua, se tiene total libertad a la hora de elegir el sistema de distribución más adecuado y el fabricante (suelo radiante, fan coils, climatizadoras, etc), tanto en la instalación inicial como en la futura sustitución.
  • Gran Fiabilidad. Las bombas de calor geotérmicas tienen una esperanza de vida superior a las bombas de calor tradicionales, típicamente 20 años.
  • No se requiere energía de reserva. La instalación geotérmica no requiere energía de reserva. Su funcionamiento no depende de las inclemencias del tiempo o de que sea de día o de noche.
  • Estética. La ubicación de las máquinas, que no tienen ventiladores, mejoran la estética de las instalaciones.
  • Más silenciosos. Al no contar con ventiladores, los equipos son más silenciosos que los sistemas tradicionales.

CONFIGURACIONES

  • CIRCUITO CERRADO VERTICAL

En esta configuración se hace circular agua por un circuito cerrado de pozos verticales, unidos en un colector horizontal que lleva el agua hasta la sala de máquinas. El colector equilibra el flujo de agua entre todos los pozos mediante un sistema de retorno invertido.

En cada pozo, de 100m de profundidad y 130mm de diámetro, hay un bucle conformado por dos tubos de polietileno de diámetro 32mm, unidos en su parte inferior por una pieza en U especial. El espacio intersticial entre el pozo y la tubería de polietileno se rellena por medios mecánicos con una mezcla de arena y bentonita, ambos especiales para la cimentación de pozos geotérmicos.

  • CIRCUITO CERRADO HORIZONTAL

El circuito geotérmico se configura con tubos de polietileno dispuestos en zanjas horizontales. Es una solución económica y muy popular en zonas rurales o con grandes espacios.

  • CIRCUITO CERRADO EN ESTANQUE O LAGO

El agua del circuito geotérmico en lazo cerrado intercambia el calor con el agua de un estanque o lago, mediante las bobinas de polietileno dejadas caer dentro del agua, o mediante unos intercambiadores de placas especiales llamados ``Slim Jims''.

  • CIRCUITO ABIERTO

El agua que se extrae de un pozo se hace pasar por un intercambiador de calor, calentando o enfriando el agua que va hacia las bombas de calor geotérmicas, y se vierte en otro pozo. No hay consumo de agua. Los pozos de extracción y de vertido deben tener una cierta separación.

A este incremento, de consecuencias imprevisibles, pero cuyos efectos se hacen ya notar en el clima, se le conoce como Cambio Climático

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