Los sistemas de geotermia utilizan las propiedades naturales de la Tierra para aportar calor y frío a un edificio. Pero, ¿cuáles son los elementos fundamentales que definen un sistema geotérmico?. Aquí avanzamos algunos de ellos.
Antes de nada, debemos constatar que los sistemas geotérmicos son, efectivamente, una solución de fuente de energía renovable altamente eficiente. Comportan grandes ahorros en costos de energía anual, dado que se encuentran entre los sistemas de mayor eficiencia tanto para aplicaciones de calefacción como de refrigeración (aproximadamente de un 25% a 50% de ahorro de energía ante los sistemas tradicionales como torres de refrigeración, calderas, etc…).
Además, suponen un costes de mantenimiento bajos al no existir la necesidad de calderas y torres de refrigeración, que obligan a operaciones de mantenimiento continuas.
Otra ventaja destacable es su gran durabilidad a lo largo del tiempo, porque los únicos elementos en movimiento son las bombas de circulación de agua en el bucle de tierra.
Así mismo, el nivel de emisiones es muy bajo tanto de calor residual (las unidades de geotermia se localizan dentro de los edificios y el bucle de tierra es totalmente invisible) como de ruido acústico en el exterior (no emiten ningún nivel sonoro).
Para finalizar, queda claro que los sistemas geotérmicos contribuyen a la conservación del medio ambiente, dado que sus elevadas prestaciones las hacen válidas para reducir significativamente el consumo de residuos fósiles.
Por contra, podemos resaltar algunos de los obstáculos que pueden ralentizar su implementación masiva en las instalaciones. El primero serían los altos costes de instalación del bucle en tierra, incluso en los países que cuentan con una gran desarrollo tecnológico. El segundo obstáculo se refiere a que los sistemas geotérmicos no son siempre aplicables ante las características del subsuelo. Debe realizarse, pues, un estudio para evaluar la viabilidad técnica y el coste de las perforaciones de los pozos geotérmicos de la instalación.
Los dispositivos de la instalación
De los elementos de un circuito frigorífico podemos destacar básicamente cuatro:
1.Condensador: en este elemento se cede calor a un medio externo, de forma que el refrigerante se condensa.
2.Evaporador: el refrigerante se evapora completamente en este elemento al absorber calor del medio circundante.
3.Compresor: se encarga de aspirar el refrigerante en estado gaseoso, aumentar supresión y su temperatura, y moverlo por el circuito frigorífico. Es el elemento que consume energía externa (electricidad).
4.Válvula de expansión: realiza la expansión del refrigerante, que se evapora parcialmente, absorbiendo calor y, por tanto, enfriándose.
Sobre la bomba de calor podemos destacar que cuenta con un funcionamiento reversible que hace posible que sea pueda refrigerar y calentar. La válvula de 4 vías permite la reversibilidad del ciclo con lo que la unidad pueda dar frío o calor por cualquiera de los dos costados (evaporador-condensador).
En cuanto a los equipos de refrigeración, cuya condensación puede realizarse por agua o por aire, pueden clasificarse en expansión directa, en los que los intercambios de energía se realizan directamente del refrigerante al medio exterior y a los locales a climatizar. En la expansión indirecta se utiliza un fluido intermedio al que se le cede o extrae calor del refrigerante que circula por la unidad exterior.
¿Cómo funciona un sistema geotérmico?
Los sistemas geotérmicos utilizan el calor acumulado en la tierra, continuamente suministrado por la energía solar. A una profundidad de aproximadamente 10 metros, la temperatura de la tierra se mantiene prácticamente constante, con una media de temperatura entre 10 y 20ºC, dependiendo de la región del país y el terreno. En profundidades superiores a los 10 metros la temperatura de la tierra se mantiene constante a lo largo del año. Por tanto, el terreno puede utilizarse como fuente de calor o almacenamiento del mismo.
En el modo refrigeración, la tierra actúa como un disipador de calor y transfiere el exceso de calor absorbido desde el edificio hasta la tierra. La tierra actúa también como un sumidero de calor, permitiendo al condensador de la enfriadora transferir el exceso de calor absorbido del edificio a la tierra.
En cambio, en el modo calefacción la tierra actúa como un depósito de calor, se revierte el ciclo y la tierra actúa como una fuente de calor, permitiendo al evaporador de agua extraer calor natural de la tierra y transferirlo al edificio, donde puede ser usado para calefacción.
Para finalizar, los sistemas geotérmicos pueden funcionar en bucle abierto o cerrado.
En bucle abierto, el sistema introduce el agua del subsuelo directamente en el edificio y calienta o enfría las bombas de calor.
En bucle cerrado instalado en horizontal un intercambiador de tuberías va paralelo y cercano a la superficie terrestre (1-2 metros). En este caso la temperatura del terreno (undisturbed ground temperature) cambiará con las estaciones. En cambio, en una instalación vertical el sistema discurre perpendicular a la superficie terrestre, y los pozos pueden tener cientos de metros de profundidad (80-200 m). A estas profundidades, la temperatura del terreno no cambia a lo largo del año.
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