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La geotermia es el calor que procede del interior de la tierra, parte de este calor proviene de la radiación absorbida por el sol, otra parte, corresponde al abrigo residual de cuando se formó el planeta hace 4.500 millones de años y que aún está llegando a la superficie, y otra parte pertenece a la desintegración de isótopos, presentes en la corteza y en el manto de la tierra.

La temperatura superficial de la tierra, en su conjunto, está alrededor de 13ºC, pero es muy diferente de unos lugares a otros, ya que viene determinada por el equilibrio que se establece entre la radiación solar, que penetra hasta poca profundidad en el terreno, el agua de lluvia que moja el suelo, se infiltra y circula por el subsuelo, el calor que el mismo suelo irradia a la atmósfera, el flujo de calor geotérmico que asciende desde el interior del planeta, y por las interrelaciones entre todos ellos. La superficie terrestre sufre las variaciones diarias de temperatura ambiente hasta una profundidad de 0,5 mts y las variaciones estacionales hasta una profundidad de alrededor de 10 mts.
A 15 mts de profundidad se considera que el terreno está ha una temperatura constante todo el año, con un valor ligeramente superior a la temperatura media anual de la superficie. Este valor depende del clima, de la vegetación, de la cobertura del suelo, de la cantidad de precipitaciones en forma de lluvia o nieve, de la pendiente, de la circulación subterránea de agua y de las propiedades generales del terreno. A partir de 20 mts de profundidad, la temperatura aumenta a razón de unos 3ºC cada 100 mts como consecuencia del gradiente geotérmico. Actualmente, los medios técnicos disponibles permiten al hombre aprovechar una pequeña fracción de este calor, bien para generar energía eléctrica, o bien para usarlo directamente para calefacción, refrigeración, producción de agua caliente y en procesos industriales y agrícolas. Ampliamente utilizada en Estados Unidos, Canadá, Japón, Centro de Europa y los países Escandinavos, actualmente es la energía alternativa más solicitada, debido al creciente coste de los combustibles fósiles y la demanda de soluciones ecológicas.

Sin duda alguna la energía geotérmica es la energía del futuro.
   
       
 

Ventajas económicas
La energía del subsuelo es  gratuita, una típica instalación supone un ahorro mensual de más del 75% en calefacción, Agua caliente sanitaria y refrigeración. El motivo es muy simple; A la profundidad que se extrae o cede energía, la temperatura se encuentra muy próxima a la de confort humano, por ello se consigue una eficiencia alta, debido a que trabaja con menores saltos térmicos que los sistemas tradicionales, es más económico transferir el calor/frío de un espacio que queremos climatizar, a un medio que mantiene una temperatura constante de aproximadamente 15ºC. Las sondas geotérmicas, en función del material utilizado y de las temperaturas de trabajo, tienen una vida de 50 a 100 años. La geotermia permite reducir los costes de mantenimiento y aumentar la vida útil del sistema de climatización. Una instalación geotérmica puede durar entre 25 y 50 años, en contra los 15 años de una instalación tradicional. La geotermia al estar considerada una energía renovable, tiene acceso a subvenciones de organismos autonómicos que financian parte de la instalación.

Ventajas ecológicas
En los últimos 100 años la contaminación del aire se ha multiplicado por 5 y el consumo energético por 16. El exceso de CO2, N2O, NOx, Metano, CFC y  otros gases procedentes de la quema de combustibles fósiles, han contribuido decisivamente al efecto invernadero.
Los expertos afirman que el clima más cálido provocará un aumento del nivel del mar, y la creación de tornados, huracanes e inundaciones. Solamente el uso de energías renovables contribuirá a mantener el equilibrio del ecosistema. El pasado 5 de Junio de 2009 la Directiva Europea 2009/28 (EC) define a la Geotermia como energía Renovable.
Al estar incluida la geotermia como energía renovable, en los edificios de nueva construcción o reformas importantes, puede precindirse de la instalación solar térmica para la producción de agua caliente sanitaria según el CTE (Código técnico de la edificación). La agencia de protección del medioambiente confirma que la energía geotérmica es la más eficiente y respectuosa con este medio.

La agencia internacional de la energía (IEA) considera los sistemas geotérmicos como una de las tecnologías más significativas en climatización y destaca que apueden jugar un papel clave en la reducción del calentamiento global de la tierra.
Si se diseña una vivienda unifamiliar aislada, con un criterio basado en la climatización pasiva bioclimática, que consiste en: Buscar la mejor orientación en función del clima de la zona, escoger un aislamiento exterior que nos permita mantener la inercia térmica en el interior del edificio y mejorar su estabilidad térmica, incorporar ventanas con doble vidrio tratado de baja emisividad y rotura de puente térmico, parasoles horizontales o verticales para evitar la radiación solar en época estival, recubrir las cubiertas planas con vegetación autóctona de bajo mantenimiento y escasas necesidades hídricas y la equipamos de un sistema de climatización mediante geotermia i un sistema de ventilación inteligente con recuperación de calor por entalpía, habremos conseguido un edificio sostenible con una classificasión energética del tipo A.

 

   
   

Confort y comodidad
En una instalación de climatización geotérmica, el sistema de distribución puede conectarse a unidades terminales tipos suelos radiantes-refrescantes, radiadores o convectors de baja temperatura, Utas (unidades de tratamiento de aire), fancoils (individuales o por conductos), pudiendo incorporar recuperación de calor si las necesidades del edificio la requieren.
Los sistemas geotérmicos además de confortables son supersilenciosos, mejorando la sensación de comodidad.

Arquitectura y estética
La climatización geotérmica permite ahorrar espacio en azoteas y terrazas y además mejora la estética del edificio al no tener elementos externos visibles en fachadas y cubiertas.

Máxima seguridad
Las bombas de calor geotérmicas ocupan poco espacio en el interior de la vivienda, en general menos de un metro cuadrado, sin necesidad de ventilaciones especiales, chimeneas, tanques o depósitos de combustibles inflamables o explosivos. Con un solo sistema podremos solucionar la calefacción, refrigeración y el agua caliente sanitaria. Las instalaciones geotérmicas eliminan el riesgo de legionela al no tener torres de refrigeración ni condensadores evaporativos.
A diferencia de otras energías renovables, la geotermia funiona las 24 horas del día, los 365 días del año. Incluido noches, épocas con mal tiempo, ausencia de sol y viento.

Inependencia energética
Como conclusión final, podemos destacar que la bomba de calor geotérmica presenta un gran futuro desde una perspectiva tanto medioambiental, técnica y económica, la introducción del impuesto sobre el CO2 y la reducción de la oferta con precios operativos cada vez más altos, hará aumentar el coste sobre los combustibles fósiles, con el consiguiente incremento de la eficiencia de las aplicaciones de geotermia, en cuanto a la climatización y producción de agua caliente sanitaria. La bomba de calor geotérmica, es la mejor apuesta por la sostenibilidad y colabora en la reducción de la dependencia energética de nuestro país, en cuanto a los países productores de petróleo y gas. Sería muy interesante disponer de sistemas de producción de energía eléctrica, limpios, con bajos costes operativos de producción y transporte, para conseguir reducir la contaminación y el precio de esta energía.

 
       
 

Un sistema geotérmico está integrado, generalmente, por tres subsistemas principales:

· Intercambiador de calor subterráneo, también llamado bucle subterráneo, que extrae el calor del subsuelo o evacua el calor de un edificio.

· Bomba de calor, o termobomba, que transfiere el calor entre el intercambiador de calor subterráneo y el sistema de distribución de un edificio, incrementando el gradiente térmico.

· Sistema de distribución que canaliza el calor o el frío a las diferentes estancias de un edificio.

El calor natural del suelo es absorbido por un fluído portador del calor que circula por el interior del bucle subterráneo y es transportado por una red de tubos enterrados hasta un edificio, donde, en modo calefacción, es introducido en el intercambiador de calor de una bomba de calor, y una vez enfriado, retorna al subsuelo en circuito cerrado a captar más calor, si este fluído es agua subterránea, se vuelve al mismo acuífero. En la bomba de calor, el calor del subsuelo es transferido a un fluído frigorífico que se vaporiza y éste es aspirado por un compresor eléctrico que aumenta la temperatura y presión. El fluído frigorígeno se condensa y retorna al estado líquido,  cediendo su calor al agua del circuito de calefacción o al aire de las estancias a calentar, una válvula de expansión baja la presión de este fluído que inicia otra vez su vaporización. En modo refrigeración se invierte el sentido de funcionamiento del sistema y el calor excedente del edificio es evacuado al suelo fresco. Al igual que una bomba de calor clásica, una bomba de calor geotérmica, en el fondo, es un acondicionador de aire que puede funcionar en sentido inverso al invierno. Sin embargo, al contrario  que las bombas de calor clásicas, las utilizadas en sistemas geotérmicos pueden mantener un rendimiento y una potencia elevadas, incluso cuando la temperatura del aire ambiente alcanza valores extremos al invierno o al verano, ya que sus componentes no están expuestos a las condiciones del ambiente exterior.

La mayoría de sistemas geotérmicos pueden utilizarse para la producción de agua caliente sanitaria con unos coeficientes de eficiencia energética muy altos.

   
       
 

 

Cuando hay suficiente agua en un acuífero, su calidad es adecuada y las reglamentaciones ambientales lo permiten, es la opción más simple para explotar la energía geotérmica de muy baja entalpía. El intercambiador subterráneo es el mismo acuífero, a partir del cual el agua se bombea hacia el edificio y, habitualmente se restituye al mismo por un segundo pozo de inyección.

Fueron los primeros sistemas empleados para alimentar bombas de calor geotérmicas, y han dado buenos resultados durante muchas décadas, sin embargo, las leyes de protección del medio ambiente y la falta de suficientes recursos, pueden limitar su utilización en algunos países o regiones.

 
       
    Los intercambiadores subterráneos de calor en sistema cerrado, están formados por un conjunto de tubos extendidos horizontalmente en el subsuelo, a poca profundidad, nombrados intercambiadores horizontales, o por uno o dos tubos en forma de U alojados en el interior de sondeos verticales, denominadas sondas geotérmicas.  
       
 

Son los sistemas cerrados más fáciles de instalar y los más económicos, los tubos se suelen collocar de forma relativamente densa, en serie o en paralelo, en terrenos planos o con poca pendiente, excavando completamente toda el área que ocuparán los tubos, llenando el agujero con tierra original una vez realizado el tendido de los mismos.

La recarga térmica del suelo la proporciona la radiación solar, no el flujo de calor geotérmico, por ello es importante no cubrir la superficie de suelo situada por encima del colector, que no podrá impermeabilizarse, pero si cultivarse aunque sin plantár árboles.
La superficie de terreno necesaria para instalar un intercambiador horizontal depende de las necesidades de calefacción y refrigeración del edificio, de la profundidad a la qué se coloque el bucle, de la naturaleza del suelo, de la cantidad de humedad que contenga, del clima, de la eficiencia de la bomba de calor y de la configuración del bucle. Una vivienda unifamiliar de construcción reciente bien aislada térmicamente, se necesita  una superficie de terreno de 1,5 veces la superficie habitable a climatizar. Si la vivienda es antigua y está mal aislada térmicamente, la superficie necesaria puede alcanzar hasta 3 veces. Un caso particular de intercambiadores horizontales son los sistemas de expansión directa, en los cuales no circula agua con un anticongelante por los tubos del intercambiador, sino el mismo refrigerante de la bomba de calor. Los sistemas de expansión directa exigen una gran cantidad de refrigerante y el suelo se ve sometido a diferencias de temperatura muy elevadas. Para calefacción en invierno la temperatura más baja de los serpentines subterráneos puede ocasionar humedad en el suelo, pudiendo llegar ha helarse, provocando abombamientos del terreno.

Para refrigeración en verano, las temperaturas más elevadas de los intercambiadores pueden disipar la humedad del suelo.

   
       
 

Una sonda geotérmica vertical es un intercambiador de calor formado por uno o dos tubos de polietileno, en forma de U, colocados en el interior de un sondeo vertical, de 10 a 16 cmts de diámetro, realizado cerca de un edifico a climatizar, o incluso debajo de él. El tubo o la pareja de tubos en U llegan hasta el fondos del sondeo uniéndose a la parte superior a otros tubos colectores horizontales enterrados; Por el interior de los tubos de la sonda circula un fluído caloportador, generalmente agua con anticongelante, que transporta el calor del terreno hasta el intercambiador de calor de la bomba geotérmica en circuito cerrado.

A las profundidades que alcanzan los sondeos, siempre más de 20 mts, ya no son perceptibles en el subsuelo las variaciones diarias y estacionales de la temperatura ambiente, y la influencia de la radiación solar sobre la superficie terrestre, es poco significativa comparada con el flujo de calor geotérmico a través del terreno que como se ha mencionado anteriormente, es de unos 3ºC cada 100 mts de profundidad.

Una vez acabado el sondeo e insertadas las sondas, el espacio vacío entre los tubos y la pared del sondeo, se llena inyectando, generalmente, una suspensión especial, Esta mezcla a su vez evita la comunicación de los niveles freáticos existentes y garantiza su conductividad térmica.

Son pilotes, pantallas subterráneas, muros de contención y losas fabricadas con hormigón armado que, además de su función resistente o de sostenimiento de taludes, se emplean como intercambiadores de calor con el terreno al llevar insertados unos tubos de polietileno por los quer circula un fluído portador de calor, que se conectan en circuito cerrado con bombas de calor situadas en los centros de climatización de los edificios a los que sustentan o protegen. Varios tubos en forma de U se sujetan a la parte interior de la armadura de los pilotes antes de proceder a su hormigonado. Como los cimientos se incan generalmente a nivel de la capa freática,entre 10 y 40 mts en terrenos poco resistentes, como arcillas limos, arenas y gravas, además de las características térmicas de los terrenos, la permeabilidad de los mismos y la velocidad del flujo de las aguas freáticas, tienen gran influencia en la capacidad del subsuelo para ceder y almacenar calor.

 
 
       
 

 

La energía geotérmica puede utilizarse allí donde haya mucho o poco terreno disponible o se disponga de agua de pozos o embalses. Dicha tecnología permite climatizar las viviendas sin soporte de otras energías, por lo cual permite eliminar las calderas que funcionan con combustibles fósiles (fuel, gasoil, gas) y resistencias eléctricas. Se puede utilizar en: Viviendas, oficinas, instalaciones deportivas, piscinas climatizadas, procesos industriales, hoteles, restaurantes, campings, edificios públicos, hospitales, granjas, invernaderos, en resumen cualquier actividad que requiera una aportación de frío o calor.

 
       
 

¿La calefacción está garantizada durante todo el período invernal?
Si, el calor almacenado en el interior de la tierra es inagotable, renovable y totalmente gratuito.

¿Es posible con la misma instalación refrigerar la vivienda en verano?
Si, mediante el propio suelo radiante o con unidades terminales tipo fancoil individual o centralizado tipo conductos.

¿Además de calefacción y refrigeración, el mismo sistema  puede suministrar agua caliente sanitaria?
Si, el generador geotérmico incorpora un dispositivo para la producción de agua caliente sanitaria (acs) alimentando a un acumulador. En época estival el coste energético de producción del acs es cero. 

¿De que superficie de terreno debo disponer?
Para intercambiadores horizontales, se necesita de 1,5 a 3 veces de superficie de terreno, de la superficie habitable a climatizar, resultado en función del nivel de aislamiento térmico del edificio. Para intercambiadores verticales (sondas geotérmicas) muy poco, entre 20 y 30 m2 , el mínimo necesario para la correcta manipulación de la perforadora y complementos.

¿Puedo tener árboles y plantas en mi jardín?
Si, Cualquier tipo de plantas y arbustos incluido árboles, siempre y cuando se contemple en el proyeto inicial (Captación horizontal). En captación vertical no hay limitaciones.

¿El suelo radiante es un sistema confortable?
Si, es el sistema de calefacción más confortable que existe. La mejor sensación térmica de la persona se obtiene cuando la temperatura de la zona inferior (pies) es ligeramente superiora a la existente en la zona superior (cabeza).

¿Se puede circular por la zona de captadores?
Si, la superficie de captación permite sin ningún problema el tránsito de camiones y coches.

¿El suelo radiante es perjudicial para la circulación sanguínea de las piernas?
No, antiguamente los deficientes sistemas de control y la ausencia de regulación mantenían una temperatura del pavimento demasiado elevada, actualmente la normativa vigente limita la temperatura superficial del suelo en la zona ocupada a 29 ºC.

¿Es posible sustituir una caldera de gasoil, gas, o eléctrica por una bomba de calor geotérmica?
Si, previo estudio del circuito de distribución interior.

¿Puedo instalar geotermia en una vivienda construida que no dispone de calefacción?
Si, instalando convectores de alto rendimiento, emisores de baja temperatura o fancoils no se necesita hacer reformas. Para suelo radiante-refrescante  es necesario hacer un mínimo de  reformas.

 

 

¿Puede la bomba de calor geotérmica calentar el agua de la piscina?
Si, Colocando un intercambiador de calor en el circuito primario de recuperación de ACS, nos permite alargar la temporada de baño en aquellos días de finales de primavera o principios de otoño en los que sigue siendo necesaria la refrigeración de la vivienda. Recordar que en este tipo de instalación, la producción de ACS y calentamiento del agua del vaso de la piscina es con un coste de energía cero.

¿ Son realmente ciertos los ahorros económicos que se publicitan?
Si, en cada proyecto-presupuesto entregamos una comparativa de costes energéticos y emisiones de CO2 respecto a otras fuentes de energía.

¿Cual es la inversión inicial de una instalación?
El coste del generador, y la instalación son similares a un sistema de climatización convencional que ofrezca las mismas prestaciones, solo hay que añadir el coste del sistema de captación. Al estar considerada una energía renovable tiene acceso a subvenciones de organismos autonómicos.

¿Puede cualquier empresa instaladora realizar este tipo de instalaciones?
No es aconsejable, si no se dispone de la suficiente capacitación técnica.

¿Se puede agotar la energía geotérmica?
No, la energía  que proviene del subsuelo se renueva constantemente por tanto es inagotable y gratuita.

¿Es adecuado cualquier tipo de terreno?
Si, en cualquier tipo de terreno es posible realizar un intercambio geotérmico, previo conocimiento de sus características técnicas (temperatura, humedad, conductividad térmica, capacidad térmica volumétrica, porosidad etc).

¿Puedo cambiar el sistema de climatización en el futuro?
Si, no existe ningún inconveniente.

¿Requiere algún mantenimiento caro y complicado?
No, el sevicio de mantenimiento es muy simple.

¿Es una técnica segura y duradera?
Si, Se trata de un sistema totalmente seguro, fiable y duradero. Una instalación geotérmica bien realizada puede durar más de 25 años, los intercambiadores enterrados en función del material utilizado tienen una vida útil de 50 a 100 años.

¿En obra nueva o reforma importante la geotérmia puede sustituir a las placas solares para la producción de agua caliente sanitaria?
Si, al estar considerada como enegía renovable, puede sustituir perfectamente a las placas solares cumpliendo con la normativa vigente.

¿Existe suficiente experiencia mundial en este tipo de instalaciones?
Si, más de 1 millón de instalaciones realizadas con éxito en Estados Unidos, Canadá, Japón, Centro y Norte de Europa, las primeras superan  los 30 años de antiguedad.