Las energías renovables

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Geotérmica

Información general

Geotermia (de origen griego, geo que significa tierra y termia que significa calor) es un término que se emplea tanto para designar la ciencia que estudia los fenómenos térmicos en el interior de la tierra como el conjunto de procesos industriales que sirven para explotar el calor de la tierra para producir energía y aprovecharla en calor útil para el ser humano.

Según la temperatura de la corteza terrestre existen diferentes tipos de aprovechamientos geotérmicos. Los recursos de muy baja temperatura se encuentran disponibles en cualquier punto del planeta a escasos metros bajo tierra. Por este motivo, nos centraremos en explicar el aprovechamiento de recursos de muy baja temperatura al ser los más aprovechables por instalaciones de energía geotérmica de tipo doméstico.

El principio de funcionamiento de las aplicaciones de geotermia de muy baja temperatura se basa en la capacidad del subsuelo para mantener una temperatura prácticamente constante a lo largo de todo el año. La aplicación principal es la climatización de viviendas incluyendo la generación de agua caliente sanitaria (ACS). El elemento básico de funcionamiento de estas instalaciones es la bomba de calor geotérmica.

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Elementos característicos de una instalación de bomba de calor geotérmica:

Los principales componentes de una instalación de bomba de calor geotérmica son:

  • Compresor
  • Válvula de expansión 
  • Evaporador 
  • Condensador 
  • Refrigerante 

Qué tipos de sistemas podemos encontrar:

Existen dos tipologías básicas de sistemas de captación geotérmica: los sistemas horizontales y los verticales.  

  • Sistemas horizontales: 

Para captar la energía acumulada en el terreno, se colocan colectores sobre una superficie horizontal enterrados entre metro y metro y medio. Su principal ventaja es el bajo coste de instalación y como inconveniente, que se necesita bastante superficie de terreno. Tampoco es una opción muy recomendable si se quiere generar frío en edificios, ya que al ubicarse a poca profundidad la temperatura exterior afecta al rendimiento del sistema.

  • Sistemas alternativos: 

Existen otros sistemas de intercambio de calor como tubos en espiral, cimentaciones activas o hasta sistemas abiertos de captación de agua en pozos. Estos sistemas no son tan frecuentes como los citados anteriormente pero se utilizan en casos concretos cuando las características específicas de la edificación los hacen recomendables.

La energía geotérmica y sus usos:

El recurso geotérmico es la concentración de calor aprovechable que existe en una zona determinada de la corteza terrestre. Según la temperatura de este recurso existente en una zona concreta, se establece la siguiente clasificación: 

  • Recursos de muy baja temperatura: menos de 30º. 
  • Recursos de baja temperatura: entre 30º y 90º. 
  • Recursos de media temperatura: entre 90º y 150º. 
  • Recursos de alta temperatura: entre 150º y 400º. 

Con temperaturas más elevadas, dispondremos de más potencial energético aunque las zonas con potencial muy elevado se encuentran en lugares muy localizados. Por el contrario, los recursos de muy baja temperatura se encuentran disponibles en cualquier punto del planeta a escasos metros bajo tierra. Por este motivo los aprovechaminetos de recursos a baja temperatura son los más frecuentes. 

Si quieres saber más sobre geotermia y sus aplicaciones, puedes consultar el manual de geotermia publicado por el IDAE: 

Manual de geotermia (IDAE)

También puedes consultar el manual de diseño de instalaciones del IDAE: 

Diseño de sistemas de bomba de calor geotérmica (IDAE) 

  • Sistemas verticales: 

Estos sistemas consisten en la colocación de colectores enterrados mediante perforaciones de unos 30 a 50 m, llegando en algunos casos a los 100 m.  Existen dos tipos de colectores para las perforaciones verticales: los de U simple i los de U doble.  

Los primeros son los más económicos pero los segundos presentan la ventaja de que las perforaciones pueden ser de menos profundidad, ya que el rendimiento de la captación aumenta un 15%. 

Este es el mejor sistema para aportar frío en edificios al disipar mejor el calor generado. Por el contrario, su ejecución es más cara que en el caso de los sistemas horizontales.