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Unión Española de Geotermia
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geotermia (actualizada versión Miembros UEG (Prontuario): 23/12/08, 19:37)
"Si quieres resultados distintos no hagas siempre lo mismo" Albert Einstein
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Concepto geotermia
Paradójicamente en un Mundo Sediento de Energía los mas recientes estudios Geotérmicos que se están llevando a cabo alrededor de todo el Planeta Tierra, demuestran que existe en el subsuelo más Energía en solo los primeros 3.000 m de profundidad de nuestra amada Tierra que la que la Humanidad pueda gastar ¡Jamás! (Hace tiempo atrás ya lo afirmo nuestro querido visionario Julio Verne).
En cuanto a lo que a la Península Ibérica se refiere, cabe destacar que con el aprovechamiento eficiente de solo el 0.5% de la Energía existente hasta una profundidad de tan solo 3.000 m bajo nuestros pies, sería suficiente para satisfacer a lo largo de más de 100.000 años todas las necesidades Energéticas de la Península Ibérica (...).
No es de extrañar que la inversión economica en I+D+i Investigación, Desarrollo e Innovación de sistemas Geotérmicos Profundos y Superficiales, en estos últimos 5 años se ha multiplicado por 1.500 y sigue en progresión exponencial.
En la Península Ibérica la Energía Geotérmica es una Excelente "BO" Business Opportunity (Oportunidad de Negocio) ya que todo esta por hacer (...)
Para ilustrar lo dicho con un ejemplo tangible, tienes que saber que gracias a los datos y a las experiencias disponibles en Alemania en el sector de la energía geotérmica, se presentan interesantisimas perspectivas en la utilización masiva y eficiente del calor del subsuelo.
Los resultados de las investigaciones geológicas y de las actividades mineras focalizan el interes en tres cuencas (reservorios) con estructuras conocidas. Se trata de la cuenca (reservorio) de Alemania septentrional (Nord-deutsche Becken), la del valle del Rhin superior (Oberrheingraben) y la de la Molasse bavaroise (Bayrische Molasse-Beckenl).
Una evaluación del potencial disponible conduce a una constatación sorprendente: La energía geotérmica suministraría 515 EJ de calor y 9.5 EJ (1 ExaJulio=10^18J) o sea un total cercano a los 525 EJ, simplemente ¡Magnifico!.
Esto permitiría cubrir multitud de veces las necesidades energéticas, incluso en caso de tomar como buena la más pesimista de las estimaciones.
Este es el Potencial Real de la Geotermia. ¿Alguna duda? ¿Pues, a que esperamos?
¿Qué puedo hacer o generar con la geotermia?
Por medio de la geotermia conseguimos calor o sea energía térmica (según sea mucho o poco calor, conseguiremos uno u otro efecto deseado), esta energía térmica (calor) a su vez puede ser transformada en frío, en energía eléctrica, en movimiento mecánico y en cualquier otro tipo de manifestación de la energía que puedas imaginar...
Lo importante es saber y comprender que con el calor (en mayor o menor cantidad) extraído del interior de la tierra, podemos abastecer, de manera eficiente, cualquier sistema de calefacción, climatización, frío, electricidad, proceso industrial que requiera enfriamiento, también con la geotermia se puede producir de una forma económica Hidrógeno, agua dulce, y en general cualquier cosa que necesite para su generación cantidades importantes de energía térmica (calor o frío).
El principio básico de que, cualquier tipo de energía es susceptible de ser transformado en otro, es lo que hace a la geotermia muy atractiva, como fuente de energía limpia y económica.
Siento recordartelo, pero es conveniente dejar muy claro que "El frío no existe, existe la ausencia de calor"; este principio básico es muy importante y necesario para iniciarse y comprender la importancia energética de la geotermia.
En ciertas ocasiones, el interesado en la geotermia, puede ver confundido su entendimiento, sobre todo cuando algún experto en energía geotérmica le explica que con geotermia no solo somos capaces de proporcionar calor sino, en muchos casos ¡Frío!...
Esto último (producir frío con geotermia) es gracias a que el subsuelo se comporta de manera extraña y contradictoria en sus primeros 10 metros de profundidad. Veamos, lo lógico es pensar que a más profundidad más calor y, en realidad así es; pero en los primeros 10 metros (más o menos, esto va en función del tipo de subsuelo evidentemente) de profundidad no ocurre así en verano. En verano todo esta al revés y no es cosa sencilla imaginar y comprender que con 35ºC o más de temperatura ambiente exterior, consigamos con solo excavar un pequeño agujero en la tierra, sentir una frescura o una agradable diferencia de temperatura entre la tierra del subsuelo y el ambiente exterior. Por ejemplo suponiendo una temperatura exterior de 35ºC observaremos que con solo excavar un agujero de una profundidad de aproximadamente 1 metro, la temperatura de la tierra será muy probablemente cercana a los 20ºC, es sencillamente asombroso y extremadamente lógico a su vez (estudiaremos este efecto físico con toda atención a lo largo de este prontuario)...
Lo expuesto nos hace reflexionar, y nos lleva a alguna que otra deducción, a nivel doméstico por ejemplo:
- que si lo que pretendo es calentar en invierno una vivienda podré hacerlo realizando un orificio (pozo, sondeo, perforación) hasta una profundidad dónde encuentre la temperatura deseada...
- que si lo que pretendo es refrescar, enfriar en verano una vivienda podré hacerlo realizando un orificio (pozo, sondeo, perforación) a una profundidad muy reducida entre 0,5 y 2 metros, dónde encuentre la temperatura deseada...
Ten en cuenta que en España, la carga térmica de verano es ya más importante que la carga térmica de invierno, o mejor dicho en España, ya se gasta más energía en verano que invierno. Sin embargo en otros países, por ejemplo en Alemania, es justo lo contrario, la carga de invierno es superior a la de verano. En ambos casos verano e invierno, la geotermia es la respuesta eficaz, una fuente de energía económica, limpia e "inagotable" que puede abastecer eficientemente tanto la demanda de necesidades energéticas del verano como las de invierno. No olvides esto último, ya que hemos detectado cierta confusión en este punto...
Break Kit-Kat bueno, relax, quédate tan solo con que el calor puede ser transformado en frío (por ejemplo recuerda las neveras que funcionan con butano o propano...) y en cualquier tipo de energía conocida, y que según la profundidad en el subsuelo puedes conseguir frío o calor. Hm hm hm, ya veremos a continuación y poco a poco, como hacerlo...
A continuación vamos a imaginar como puede ser un Proyecto Grande e Ideal de Geotermia.
Bien, un proyecto ideal de explotación de Geotermia no debería plantearse para conseguir Energía Térmica del subsuelo y aprovechar esta Energía Térmica para un único proposito. Me explico, el proyecto ideal de Geotermia sera aquel que aproveche en su Totalidad la cantidad de Energía Térmica (Calor) extraida del subsuelo. Para que lo veas mejor, toma por ejemplo el siguiente croquis
así es, como puedes ver en el anterior dibujo, el Proyecto ideal de Geotermia sera aquel que sepa aprovechar al máximo la Energía Térmica extraida del Subsuelo.
Para conseguir tal proposito es necesario previamente a la redacción del Proyecto, estudiar detenidamente el entorno del lugar (Parcela, Solar, terreno...) dónde vamos a ubicar el proyecto Geotérmico, buscando los posibles puntos de consumo (Viviendas, Barrios, Poblaciones, Polígono Industrial etc) o procesos industriales que necesiten de la Energía Térmica (Calor y/o Frío) del Subsuelo.
El Objetivo esta en no malgastar ni 1ºC de Energía Térmica (Calor) extraida del Subsuelo...
Break Kit-Kat bien, dejame que en este Break te diga muy brevemente que en la formula que sigue habita la Razón de Ser de la Geotermia, no voy a entrar (por el momento) en mayores explicaciones, a lo largo de este Prontuario volveremos a esta formula muchas más veces y con todo el rigor necesario (hm hm hm )... (Bueno vale ahí va una Chuleta: El tema esta en rebajar el Salto Térmico... a ver si lo ves tu mismo...)
Distribución por Actividad, Potencia MW y Porcentaje (%) del uso de la Geotermia de Baja y Media Temperatura en el Mundo 2004 (según el World Geothermal Congress 2005)
Estos son los datos por Actividad, Potencia en MW y Porcentaje %, corespondientes para la Geotermia de Baja Temperatura en el Mundo (2004):
Actividad, MW y % para la Geotermia de Media Temperatura en el Mundo (2004):
Estos diagramas se han creado con datos del año 2004 y según el World Geothermal Congress 2005 celebrado en el mes de abril 2005, en Turquía. Para el final de este año 2008 se estima que estas potencias aumentaran en más del 17% sobre las cantidades del año 2004.
¿Para qué? y ¿Por qué utilizar la geotermia como sistema de calefacción y/o climatización en mi vivienda, hotel, edificio de alquiler, edificio oficial, ayuntamiento, banco, balneario, edificio de oficinas, nave, negocio, colegio, hospital, polideportivo, gimnasio, centro comercial, fábrica o explotación agrícola?
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Para contribuir a la conservación de la Naturaleza.
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Porqué en invierno ahorro más de un 75% en mi recibo de electricidad y en verano ahorro más de un 90% en mi recibo de electricidad...
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Porqué mi economía se ve directamente beneficiada con la instalación de un sistema de calefacción y/o climatización por geotermia...
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Porqué reduzco drásticamente mis gastos en energía eléctrica y por lo tanto mis gastos generales...
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Porqué tanto la imagen como el prestigio de mi empresa se ve potenciado...
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Porqué mi Municipio será un espacio más limpio, una lugar respetuoso con el medio ambiente, mi potencial turístico se ve directamente potenciado y mi contribución al bienestar de los ciudadanos es un hecho...
¿Es una instalación de geotermia más cara y costosa que otra convencional de climatización o de calefacción?
En general (no siempre) y en origen (ejecución) una instalación de geotermia es más cara, aunque transcurridos de 3 a 8 años la instalación de geotermia es siempre mucho más económica (incluso regalada) que otra convencional.
Existen muchos tipos de instalación por medio de geotermia, algunos de estos tipos son más caros en origen (ejecución) que una instalación convencional, sin embargo no siempre es así e incluso en muchas ocasiones y en origen (ejecución) una instalación de geotermia es más económica que una instalación convencional. Todo depende del tipo de instalación de geotermia que se desee.
Por ejemplo, una instalación de aerotermia (geotermia) resulta sin duda (casi en cualquier caso) mucho más económica que una instalación convencional de climatización...
La gran ventaja económica de las instalaciones de geotermia es que son amortizables respecto a otros tipos de instalaciones convencionales de climatización o calefacción que no lo son.
Las instalaciones de geotermia, en general, tienen un periodo de amortización (de recuperación de la inversión inicial) que suele oscilar entre 3-8 años, esto es muy importante y es un punto diferencial sobre las instalaciones convencionales que no tienen "periodo de amortización"...
Si tenemos en cuenta dicho "periodo de amortización", podemos afirmar en todos y cada uno de los casos, que una instalación de geotermia siempre es más económica y mucho mas eficiente que una instalación convencional, ¡Siempre!.
Si la geotermia es tan maravillosa como se pinta aquí ¿Por qué existen tan pocas instalaciones en España y por qué no se habla del inmenso potencial energético de la geotermia a diario en los medios de comunicación, ya que podría ser una de las soluciones más eficiente a los problemas energéticos de este país?
Sin comentarios... No comment... Sans commentaires... Senza parole...
¿Tiene España puntos o zonas geográficas con potencial y de especial interés geotérmico?
Sí, muchos.
Herramientas y accesorios necesarios
Tecnología aconsejable
Equipo humano, nivel de conocimiento requerido
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Técnicas básicas de geotermia para generar calor y frío en viviendas
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Técnicas básicas más utilizadas de geotermia para producir electricidad
Break Kit-Kat (G)³challenge un desafío lanzado por UEG con fecha del día 27 de mayo de 2008, la Unión Española de Geotermia UEG se adelanta a cualquier Empresa e Institución y hace Realidad la idea de crear en España la Primera Central Española de Producción de Energía Eléctrica por Geotermia. Un "Proyecto con Código Abierto" y Público simplemente Magnífico, tu puedes participar...
Este es el sistema básico (más que un sistema real es un Principio Teórico Básico, necesario para tener la Visión correcta) de geotermia para producir electricidad (y a la vez también calor...), se trata básicamente de perforar a gran profundidad (bueno eso lógicamente depende de las propiedades físicas y térmicas del subsuelo) y subir (bombear) el calor a través del tubo (sonda) a la superficie. El agua que circula por el tubo, se transforma (o no) en vapor debido a la gran temperatura existente en el subsuelo, vapor (o agua) caliente cuyo potencial aprovechamos en la superficie al hacerlo incidir sobre las palas de una turbina conectada a un generador que produce a su vez la electricidad correspondiente...
Este es uno de los sistemas en la actualidad más prometedores de geotermia para producir electricidad (y a la vez también calor...) (tiene sus ventajas y sus pegas claro...) (también se le llama sistema inducido, provocado, artificial etc...). Se trata básicamente de perforar 2 (o más) pozos separados entre si de una distancia entre 50 a 100 m (esto es muy, muy variable...), se perforan a gran profundidad (bueno eso lógicamente depende de las propiedades físicas y térmicas del subsuelo) hasta encontrar unas rocas tipo granito, mármol (duras con buena transmisión térmica, más duras mejor transmisión) (estas rocas calientes pueden o no estar por debajo de un manto aislante tipo tierras de mala conducción térmica...), entonces por el pozo 1 inyectamos a presión desde la superficie agua fría, la roca caliente debido al choque tan brutal de temperaturas se fisurará debido a esa gran diferencia de temperatura entre el agua fría inyectada a presión y la propia roca caliente, creando de este modo fracturas y fisuras en dicha roca caliente, por estas fracturas y fisuras el agua fría fluye a la vez que por contacto (transmisión) es calentada hasta temperaturas de evaporación del agua y mucho más, entonces ese vapor a alta temperatura es aspirado hasta la superficie a través del tubo del pozo 2. El vapor a alta temperatura aspirado del subsuelo por el pozo 2 y a través de su tubería es conducido hasta las palas de la turbina, haciendo girar estas con un gran potencial, evidentemente debido al estar nuestra turbina conectada a un generador, este último producirá la electricidad correspondiente...
El siguiente sistema es el más simple, el más utilizado y el mejor, es un sistema natural sin ningún tipo de estimulación, es un verdadero "chollo" (ganga, lotería, premio gordo etc), el tema es caer con una capa de agua subterránea con una temperatura más alta que 85ºC... El resto ya puedes deducirlo observando el croquis anterior. Impresionante. Un sistema geotérmico Simplemente maravilloso...
Desafío/Reto
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el subsuelo no es visible, para su estudio y prospección son necesarias nuevas técnicas no invasivas, más económicas, que eviten realizar sondeos previos...
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el subsuelo no esta compuesto por un único elemento, su diversidad hace que sus características geotermicas cambien de un lugar a otro, son necesarias técnicas y modelos matemáticos de modelado (simulación) más precisos y que su interpretación nos permita predecir con una mayor precisión el potencial térmico del subsuelo en un lugar determinado...
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replicar y dar por bueno la experiencia (de más de cien años) y el conocimiento sobre geotermia adquirido y desarrollado por mutlitud de países (también merece recordar que existen proyectos de geotermia en España fechados en la decada de los 70, gracias a esos pioneros...), fijar aquí mismo el punto de partida y desde este mismo punto ir ampliando el conocimiento sobre geotermia con estudios y experimentos monitorizados y más avanzados...
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debido al inmenso potencial energético de la geotermia en nuestro país es imprescindible que ningún organismo oficial dicte leyes, normas y limites restrictivos a la aplicación y al desarrollo de la geotermia, no se puede ni debe limitar en ningún caso a la geotermia ya que esta es de interes estratégico y por consiguiente una cuestión de Estado...
Break Kit-Kat en resumen que no se debe (por lo menos todavía) redactar leyes o normas restrictivas a una energía emergente importantisima en estos momentos tan difíciles energéticamente hablando... solo recordar que en España no existen más de 300 instalaciones de geotermia, comparado con los demás países es una cifra minúscula (ridícula con respecto a nuestro potencial geotermico) ¿Por qué será?... Señores legisladores atención con los limites...
¿Qué tipo de líquido (caloportador) se utiliza habitualmente en geotermia?
Por los tubos circula habitualmente:
- Agua
- Agua glicolada (agua con aditivos, para mejorar su capacidad de transportar calor y/o evitar posible congelación)
- CO2
- Refrigerantes
aunque también se puede usar:
- Aire
- y/u otros gases
Evidentemente el tipo de tubo será distinto para agua que para aire...
Cuándo usamos aire y/o un gas en vez de líquido, la técnica se llama aerotermia (dedicaremos mucho interés a esta fascinante y excelente técnica llamada aerotermia, así como a la aguatermia...)...
¿De qué material es la tubería utilizada en geotermia?
Son varios los materiales usados, aunque de forma muy extendida y en general la tubería es de plástico, concretamente de polietileno.
- Polietileno
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Compuesto de polimeros
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Cobre
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Otros materiales
Interesa
Influencia en el subsuelo de la temperatura exterior, en función de un periodo de tiempo y de la profundidad...
Aunque este croquis y sus datos sean una buena aproximación para el "prediseño" y "precálculo" de una actuación geotermica, evidentemente estos pueden variar en función del tipo de subsuelo, por ello recuerda que es imprescindible realizar un sondeo previo que nos ilustrará y nos mostrará todos y cada uno de los datos reales para que nuestra actuación geotermica sea un éxito previsible...
La lectura y comprensión de este croquis es fundamental ya que deja definidas cuatro (4) zonas térmicas del subsuelo muy interesantes...
Interesa
A su vez cada una de las zonas del subsuelo delimitadas térmicamente en función de su intervalo de profundidad, permite uno u otro tipo de aprovechamiento térmico de dicho subsuelo.
Break Kit-Kat esto quiere decir que sí lo que pretendo, por ejemplo, es calentar y/o enfriar una sencilla vivienda por medio de geotermia con sonda vertical, tendré que buscar esa energía en un margen de profundidades determinado (evidentemente), la lectura y comprensión de estos croquis te ayudarán a tener una idea más clara de, a qué profundidad vas a encontrar dicha energía, estos croquis pueden ayudarte a la hora de estimar dificultades, medios y costes de la instalación de geotermia (un poco pesado este Kit-Kat, lo siento, prometo más brevedad en los Kit-Kat)...
De forma generica y suponiendo (siempre suponiendo ya que el subsuelo no es algo visible, esto implica que para poder certificar algo, tenemos que realizar forzosamente un sondeo o prospección previa, del tipo perforación o utilizar aparatos avanzados no siempre al alcance de todos..., lamentablemente esto es así) un subsuelo del tipo normal (evidentemente no serán aplicables en subsuelos de tipo volcánico u otros especiales...) pueden estas zonas, ser expresadas y calificadas en función a su potencial térmico, como zona o fuente geotermica de:
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entre 0.5 m y 1 m aproximadamente de profundidad se sitúa la zona geotermica denominada de muy baja temperatura (o mejor de muy baja entalpia)...
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entre 1 m y 150 m aproximadamente de profundidad se sitúa la zona geotermica de baja temperatura (o mejor de baja entalpia)...
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entre los 150 m y 5000 m aproximadamente de profundidad se sitúa la zona de geotermica de alta temperatura (o mejor entalpia)...
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entre los 1000 m y más allá de los 5000 m de profundidad se sitúa la geotermica de muy alta temperatura (o mejor entalpia)...
Toma nota que encontrarás (con toda seguridad) distintos escritos sobre Geotermia con varias y diferentes subdivisiones del tipo de Geotermia para una misma zona de subsuelo, e incluso clasificaciones distintas de las que aquí se te indican, existen clasificaciones tales como "Geotermia de Media Entalpia", "Geotermia de Media Alta Entalpia" etc. no te preocupes por ello, no es un error, en cualquier caso estudialas igualmente y sí según tu propio criterio las comprendes mejor y te pueden servir adoptalas sin más, en definitiva esencialmente lo importante es comprender que existen zonas del subsuelo que se denominan o delimitan en función de su potencial térmico (Temperatura, Conducción, Permanencia etc.) para así saber en qué lugar del subsuelo buscar la energía térmica (u otra...) necesaria para el tipo de instalación y uso que pretendo hacer de dicha Energía.
En definitiva No importa el nombre o la denominación que le des (o le den) a una u otra Clasificación de la Geotermia, lo importante es visualizar y comprender los conceptos básicos, lo de menos es el nombre o la denominación que se le de a un concepto.
¿Qué tipo de técnica es la más novedosa, la más actual en geotermia para calentar y enfriar viviendas y/o edificios?
Existen muchas líneas de investigación abiertas, aunque posiblemente una de las principales (y más sencillas de explicar...) pero no la más espectacular (la más espectacular y prometedora es sin duda la línea que combina geotermia y nanotecnología...), sea la del área de geoestructuras energéticas.
Esta línea de investigación se concentra en conseguir grandes rendimientos térmicos por geotermia, pero sin necesidad de perforaciones ni de grandes movimientos de terreno...
Esta técnica avanzada trata básicamente de aprovechar el contacto de la estructura del edificio con el terreno.
Introduzcamonos (progresivamente) en el maravilloso mundo de las geoestructuras energéticas.
Sobre las Geoestructuras en edificios, hoteles y grandes volúmenes
Tomemos por ejemplo un edificio singular que vamos a construir.
Consideremos que el solar dónde se ubica dicha obra es (lamentablemente para el promotor) del tipo blando, con fangos, arenas en definitiva que el subsuelo es inestable y de muy poca resistencia.
Supongamos ahora, que debido a lo anterior nos vemos obligados a usar la técnica de pilares pilotados para estabilizar firmemente la estructura al terreno, y poder posar sobre este bosque de pilares pilotados la base de la estructura de nuestro edificio singular.
Break Kit-Kat aclarara que pilotar un pilar, es una técnica constructiva que persigue introducir de forma mecánica (a golpes o percusión, es algo impresionante de observar...) un pilar previamente prefabricado hasta la profundidad dónde este pilar encuentre base solida en dónde posarse y hacerse estable. De esta forma tan singular y sencilla a la vez, se crea un verdadero bosque de pilares en el solar de la obra, se observa que las cabezas superficiales de los pilares pilotados son de distinta altura, entonces se cortan todas a la misma altura y en la base plana así generada se posa y suelda un estructura de base plana que viene a consolidar toda la base de la estructura de la obra (más o menos)...
Bueno, pues está es una obra ideal para la geotermia, en su variente llamada geoestructuras.
El asunto es bien sencillo vamos a sustituir parte (o todos) de los pilares prefabricados convencionales que se instalarían en este caso, por pilares energéticos o pilares geotermicos.
Los pilares geotermicos a diferencia de los convencionales aprovechan el contacto con el subsuelo, incorporan en su seno un sencillo mini-circuito hidráulico formado por serpentines de tubería de polietileno en su interior, o sea llevan incorporado, fijado a su estructura metálica interior una tubería de polietileno que va y viene varias veces a lo largo del pilar y consta de una única (bueno pueden ser varias) entrada y salida de agua por la cara superior (la que da a la superficie del terreno) del pilar, en resumen el pilar geotermico es en realidad un gran intercambiador de calor...
Ilustremos nuestra "Obra"
- Geoestructura formada por un conjunto de pilares energéticos en modo calefacción:
Por cada pilar energético y por cada metro lineal de pilar energético de gran dimensión (diámetro comprendido entre 90 y 150 cms) fijado a 30 m de profundidad, la potencia media (en un grupo de 10 pilares energéticos) y la energía térmica anual extraída por cada m de pilar energético se estable en 40 W/m y en 163 kWh/(m año)...
- Geoestructura formada por un conjunto de pilares energéticos en modo enfriamiento:
Por cada pilar energético y por cada metro lineal de pilar energético de gran dimensión (diámetro comprendido entre 90 y 150 cms) fijado a 30 m de profundidad, la potencia media (en un grupo de 10 pilares energéticos) y la energía térmica anual extraída por cada m de pilar energético se estable en 15 W/m y en 69 kWh/(m año)...
Los resultados energéticos del sistema son simplemente excelentes.
La eficacia anual de la geoclimatización, definida por la relación entre la energía de geoclimatización y la energía eléctrica consumida por las bombas de circulación, es excepcionalmente elevada con un valor superior a 60.
La eficacia global anual del sistema de geoclimatización, definida por la relación entre la energía térmica de calefacción y enfriamiento respecto a la energía eléctrica total necesaria para hacerlo funcionar, incluidas bombas de circulación, es de 5.1.
Podemos mejorar todavía más la eficacia de este tipo de sistema por medio de una distribución eficiente de la energía térmica generada...
Esta mejora potencial esta justificada suponiendo que la unidad acondicionadora no necesite ponerse en funcionamiento, con esta hipótesis la eficacia global del sistema de geoclimatización aumentara de 5.1 hasta 5.7.
Esto implicaría que la temperatura de impulsión o salida en la distribución de enfriamiento, fijada normalmente en 14ºC, pueda ser aumentada y por consecuencia la regulación del sistema hidráulico mejorada.
Una simulación con estos parámetros demuestra que con solo distribuir la energía de enfriamiento a una temperatura de 16-17ºC (temperatura de impulsión) obtendremos un retorno entre 19-20ºC, esto evidentemente haría innecesaria la puesta en marcha de la unidad acondicionadora.
Estos datos implican unas cifras económicas excelentes de la explotación del sistema de geoclimatización, el coste económico de la energía térmica (en calor y frío) producida por el sistema de geoclimatización es de 4 céntimos/kWh para una solución tan convencional.
La inversión suplementaria del sistema de calefacción y/o climatización, en una geostructura compuesta por pilares energéticos es recuperada (amortizada) en un periodo de tiempo aproximado a los 8 años...
Un breve ejemplo práctico
Supongamos que tengo que realizar una instalación de geotermia geoclimatización calor y frío para una vivienda unifamiliar aislada (casa aislada) del tipo vertical con una sonda y por lo tanto necesito acometer una perforación.
Después de realizar el cálculo de las correspondientes cargas térmicas de verano e invierno, de haber hallado la sección, longitud de tubería y el salto térmico entre el agua de impulsión y el agua de retorno necesario, me surgen las siguientes dudas:
¿Qué sección o diámetro de "boca" o agujero necesito hacer?
La sección es variable, pero como base ( para viviendas unifamiliares) puede oscilar entre 100 y 160 mm...
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Ten en cuenta que en el Universo de los Sondeos o de las Perforaciones, estas se rigen por las Unidades Inglesas (o Americanas, otras o a saber...), por lo que casi siempre siempre serán diámetros (o brocas) expresados en Pulgadas.
El diámetro habitual del pozo (del agujero) más usado para viviendas unifamiliares es normalmente de 152 mm (no siempre), es un tema que depende mucho de la Nacionalidad de la maquinaria utilizada....
¿Hasta qué profundidad debo de perforar?
En primer lugar antes de acometer la instalación deberás de haber realizado un sondeo previo (una perforación rápida) por medio de la cual conocerás de forma cierta el mapa del subsuelo que tiene tu obra, y evidentemente (por medio de un instrumento de medida de la temperatura que podemos facilitarte en UEG) ya sabrás todo sobre el subsuelo en cuestión y las temperaturas a las distintas profundidades...
Para este tipo de instalaciones de geoclimatización (calor y frío) la profundidad suele oscilar entre 70 y 150 m pero no lo tomes en absoluto como una regla inamovible ya que los componentes del subsuelo mandan y estos varían mucho de una zona a otra.
Importante es saber, que para una instalación de geoclimatización (calor-frío) de este tipo, no deberás sobrepasar los 150 m (casi mejor no pasar de 100 m) de profundidad, esto evitará llegar hasta las zonas del subsuelo con temperaturas más elevadas.
Si nuestra instalación fuera unicamente para abastecer un Sistema de Calefacción lo recomendable (insisto puede variar mucho este dato) sera llegar hasta los 150 m, sin mayores consecuencias que el precio de la perforación que ello supone...
Sólo entonces podrás iniciar la perforación definitiva con la sección de "broca" entre 100 y 160 mm (toma como norma no escrita el diámetro de 120 mm) hasta la profundidad prevista según las lecturas anteriores de la sonda previa de prospección...
Desafío/Reto
Cuando la perforación pueda sobrepasar los 400 m de profundida, la empresa de sondeos o perforación debe de utilizar equipamientos y medios de perforación adecuados y conformes al tipo de subsuelo, lo que va a permitir hacer frente a eventos inesperados tales como pudiera ser los efectos indeseables de las capas de agua bajo presión artésiana o a alguna posible erupción de gas etc. Mucha atención al seleccionar a la empresa perforadora.
¿Vale muy bien, ya he realizado la perforación hasta (ejemplo) unos 100 m de profundidad, también he instalado la tubería en U y ahora qué, con qué tipo de cemento, mortero u hormigón relleno el agujero (pozo)?
Break Kit-Kat bueno ante todo he de decirte que hubieras podido utilizar para tu instalación una sonda completamente montada ya prefabricada (son tramos ya prefabricados que se empalman uno a otro hasta el fondo, te evitas poner y fijar tubería, trenzar y colar mortero...) y lista para ser enfundada en el agujero (pozo)... bien pero este no es tu caso, aunque es el más rápido y barato..., sigamos.
después de la instalación del/los tubos de polietileno PE, el vacio que se encuentra entre ellos y la pared de la perforación debe de ser rellanado completamente por medio de la inyección de un compuesto de bentonita y cemento, un mortero u hormigón normal compuesto de cemento con un aditivo (llamado bentonita) que va a mejorar el coeficiente de transmisión del mortero...
¿Bien, y como relleno ahora el agujero (pozo) formado con la tubería de polietileno en su interior?
Es sencillo, con una manguera corriente para mortero proyectado, que previamente introducirás hasta el fondo del agujero (o pozo), una vez toques fondo, inicia la descarga del mortero suavemente y a la vez sube lentamente la manguera, asegurate de no dejar prisioneras burbujas de aire, sigue lentamente hasta llegar a la superficie y... ¡Ya está!...
Ya casi has terminado, sólo falta conectar las tuberías de geotermia a un primer colector de impulsión y otro de retorno, y estos lógicamente estarán conectados o con un intercambiador o como es lo más habitual a una bomba de calor aire-agua o a saber agua-agua (depende)...
El espacio requerido para la situación de la perforación es mínimo, la duración de los trabajos de perforación es breve, del orden de 1-2 días solamente (en función de la longitud de la perforación)...
Bravo ya tienes un cliente satisfecho. Recuerda que no se trata de hacer negocios del tipo one-off más bien todo lo contrario...
Este ha sido un ejemplo muy breve, evidentemente la realidad requiere de una serie de conocimientos previos y de mucho sentido común, pero nada que no se pueda adquirir con el tiempo y con ilusión.
Desafío/Reto
La explotación de una o de un campo de sondas geotermicas profundas sólo es rentable si las condiciones necesarias se cumplen:
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perforación fácil y sencilla
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asegurar un caudal suficiente y continuo de energía
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obtención de un buen salto térmico
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transporte y distribución eficiente de la energía obtenida...
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control óptimo del calor (frío) obtenido
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instalación de elementos terminales de tratamiento y distribución interior de la energía específicos y en acorde con una instalación de muy bajo salto térmico como el obtenido por una instalación por geotermia...
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estudio de la recuperación térmica de la zona del subsuelo afectado por nuestra instalación
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estudio de los límites de la zona de influencia térmica que abarca nuestra instalación
Desafío/Reto
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conocimiento
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formación
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experiencia
Desafío/Reto
Aquí tienes otra relación de los desafíos más importante hoy en día de la geotermia, estos retos son objeto de profundas e importantes investigaciones en curso:
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Cálculo, interpretación, rigor y análisis detallado de las necesidades de calor y frío del edificio...
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Investigación de nuevos materiales, accesorios y unidades terminales especificas más eficientes...
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Aumentar el tiempo de vida efectivo y eficiente de las instalaciones y de sus accesorios
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Conseguir con precisión las características hidrogeologicas del subsuelo...
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Conseguir con precisión la conductividad térmica del subsuelo...
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Realizar con precisión una simulación precisa de la o los campos de sondas geotermicas...
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Hallar sistemas preventivos que aseguren la total protección de las aguas subterráneas...
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Investigar, estudiar el efecto y consecuencias del intercambio de calor en profundidades del subsuelo sobre los bioorganismos y componentes químicos del terreno vitales para la vida. Al elevar o disminuir la temperatura del subsuelo la población de microorganismos se reduce u aumenta sensiblemente, muchos de estos intervienen en la sintesis vital de la tierra igualmente ocurre con algún componente químico básico existente en dicho subsuelo...
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Investigar, estudiar el efecto y consecuencias del intercambio de calor con el subsuelo sobre los vegetales y especialmente sobre las cosechas vitales para el hombre...
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Investigar, estudiar todos los efectos a corto, medio y largo plazo de la contaminación térmica subterránea, fracturas del terreno por cambio de temperatura, posibles seísmos, infiltraciones entre capas...
Formación/Jornadas/Cursos UEG
Aquí tienes toda la Información sobre el "I Curso de UEG" denominado "EGA" Experto en Geotermia Aplicada I
¿Como se calculan y presupuestan los distintos tipos de sistemas de geotermia?
Encontrarás toda la información técnica, formulas y técnicas en le prontuario UEG...
¿Como puedo saber sí el subsuelo dónde se encuentra la obra es idoneo para realizar una instalación de geotermia?
Encontrarás toda la información técnica, formulas y técnicas en le prontuario UEG...
¿A qué profundidad dispongo de la temperatura que busco?
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¿Qué longitud de tubos debo de prever para una determinada instalación de geotermia?
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¿Qué sección y tipo de tubo debo utilizar e instalar?
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¿Como puedo saber con antelación si una instalación de geotermia es lo más conveniente para una obra determinada?
Estudiando con atención el anteproyecto facilitado por la arquitectura y/o la ingeniería, podrás con toda seguridad tener una visión de la obra y decidir, es decir...
¿Como puedo realizar una simulación de geotermia para poder presentarla como argumento de venta a mi cliente?
En UEG, aquí mismo en el sitio oficial de la Unión Española de Geotermia...
¿Como puedo realizar una simulación de gasto energético de una instalación de geotermia?
En UEG, aquí mismo en el sitio oficial de la Unión Española de Geotermia...
¿Como puedo realizar una simulación de explotación y amortización de una instalación de geotermia?
Puedes solicitar la colaboración de UEG, podemos confeccionar por ti cualquier simulación y estudio económico-energético que necesite tu cliente...
¿Como puedo monitorizar una instalación de geotermia?
Por medio de UEG te facilitamos todo el software y hardware que necesitas...
¿Como puedo defender la instalación de geotermia en una obra emblemática?
Son infinitas las razones por las cuáles una instalación de geotermia debe de ser considerada para su instalación en los grandes y singulares proyectos, respeto al medio, silencio, invisibilidad, ahorro...
¿Como puedo encontrar empresas que me puedan ayudar en mis instalaciones de geotermia?
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¿Quién podría ayudarme en mis cálculos y proyectos de geotermia?
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¿Dónde encontrar la formulación de geotermia?
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¿Dónde encontrar un software profesional de geotermia?
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¿Cuales son los problemas para dimensionar correctamente y eficientemente una instalación de de geotermia?
La falta de datos fiables de proyecto de partida, sobre todo de datos físicos del subsuelo, la falta de instrumentos de medidas no invasivos, la falta de herramientas de micro perforación, la falta de adiestramiento y experiencia en el manejo del software profesional existente...
¿Cuales son los efectos sobre el medio ambiente de la geotermia?
Al elevar o disminuir la temperatura del subsuelo la población de microorganismos puede verse reducida o aumentada sensiblemente, muchos de estos intervienen en la sintesis vital de la tierra (de la vida) igualmente ocurre con algún componente químico básico y esencial existente en dicho subsuelo...
¿Dónde ver ejemplos documentados de instalaciones de geotermia?
En UEG, aquí mismo en el sitio oficial de la Unión Española de Geotermia...
¿Dónde puedo formarme en geotermia?
Aquí mismo en Formación UEG...
En UEG, en la Unión Española de Geotermia, te facilitamos una lista de nuestros cursos de formación sobre geotermia aplicada y teórica, una agenda de actividades en distintas ciudades, escribe e informate en Formación UEG aquí...
¿Quién, dónde y cuando imparte cursos de formación de geotermia?
Aquí mismo en Formación UEG... , en los siguientes lugares y fechas...
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Ante la necesidad vital de climatizar espacios habitables, viviendas, hoteles, oficinas, superficies comerciales, fábricas, explotaciones agrícolas etc. existen de forma destacada 3 grandes respuestas, acciones o posibilidades para minimizar el inevitable gasto energético y en consecuencia disminuir de forma muy significativa el consumo de energía eléctrica y térmica (o sea de Euros versus Dólares):
Acción 1 Acciones sobre el exterior del edificio (protecciones solares, inercia, aislamiento…) y obtener un mejor control de las ganancias internas (alumbrado).
Acción 2 Utilización de sistemas de climatización pasivos.
Acción 3 Sistemas de climatización convencionales, potentes, eficientes y bien dimensionados.
La Acción 2 es la que aquí interesa, sus posibilidades son realmente apasionantes.
Los sistemas de climatización pasivos se inspiran en fenómenos físicos naturales que se manifiestan espontáneamente y son observables en cualquier punto del planeta, algunos de estos fenómenos físicos naturales tan interesantes para nosotros son:
• El descenso de temperatura nocturna.
• El déficit de radiación infrarroja celestial.
• El enfriamiento por humectación adiabática del aire.
• Influencia de un curso de agua, lago o de la mar.
• El efecto sótano.
También es posible mejorar la comodidad térmica de una forma pasiva y sin utilizar un sistema de climatización convencional, por ejemplo aumentando la velocidad del aire…
UEG se concentra en el tipo de sistema de climatización pasivo que utiliza el efecto sótano como fuente de frescura, a este sistema de climatización pasivo lo definimos como geoclimatización.
y mucho más en prontuario...
Sugerencias y Participación
Te animamos a que nos mandes tus sugerencias y a que participes con tus propios artículos, tienes mucho que decir, tu aportación es muy importante para tus compañeros, animate y participa activamente, es tu momento, escribe a UEG a través de este e-mail
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