¿Conoces la temperatura del centro de la Tierra? Se estima que el núcleo de nuestro planeta se encuentra entre los 5.000 °C y los 6.000 °C, una cifra muy cercana a la temperatura de la superficie del Sol, pero existen puntos de los cuales se puede extraer parte de esta energía o aprovechar la temperatura de el suelo, más estable que la de el aire, por medio de la climatización a través de geotermia para las casas.
Al igual que ocurre con otras alternativas naturales, la geotermia en casa busca el aprovechamiento de este medio natural para generar energía verde. Si bien no es la fuente más común, sí es una de las más interesantes por su método de obtención y el tipo de instalaciones que requiere. A continuación, te explicaremos cómo es posible extraer el calor y el frío de la Tierra para tu uso personal.
Qué es la energía geotérmica
Quizás te resulte complicado visualizar cómo extraemos calor del suelo y qué potencial tiene. Gracias a estas dudas iniciales nació esta tecnología. A modo de contexto histórico, el término proviene del griego «geo» (tierra) y «thermos» (calor). Hasta la primera década del siglo XX no se había intentado extraer electricidad del subsuelo; fue en 1904 cuando un investigador italiano puso en marcha los primeros proyectos, abriendo la primera central geotérmica en 1914.
El ser humano aprovecha este recurso utilizando el calor terrestre para generar flujos a través de vapor u otros líquidos. Gracias a este ciclo continuo, la energía geotérmica es renovable y completamente limpia. Capta el vapor recalentado por la Tierra y lo convierte en energía útil. Hay que aclarar que no siempre es viable generar electricidad, puesto que la cantidad de energía calorífica obtenida depende de las condiciones geológicas. Por ello, este recurso se suele explotar principalmente en zonas con aguas termales o alta actividad térmica.
Cómo es la instalación de energía geotérmica
Del mismo modo que con la energía solar o eólica, no se trata solo de recoger y utilizar; requiere un proceso de explotación, transformación y adaptación. Para implementar la geotermia en casa, se necesita llevar a cabo la siguiente instalación:
- Perforación: antes de poner en marcha el sistema, necesitamos analizar el terreno. Perforando conseguimos localizar la zona geológica adecuada..
- Instalación: posteriormente se introducen varias sondas geotérmicas. Tienen forma de tubería sellada, están fabricadas en poliuretano y van rellenas de agua o líquido anticongelante. Su finalidad es el intercambio calorífico: el líquido caliente asciende a la superficie mientras que el frío es empujado hacia las profundidades para volver a calentarse.
- Producción: este intercambio hace girar una turbina mediante la cual obtenemos electricidad de forma mecánica. En una zona idónea, una sola central puede suministrar energía limpia a toda una comunidad.
Aunque no siempre contaremos con terrenos ideales para la explotación geotérmica a gran escala, aprovechar la geotermia en casa siempre es una excelente opción a tener en cuenta para la climatización residencial.
Instalación geotérmica para viviendas unifamiliares
Al planificar una instalación geotérmica vivienda unifamiliar, podemos diferenciar los sistemas por la temperatura que recogen y por la forma de captarla. Este último punto es vital, ya que el rendimiento depende directamente de la geología de la parcela.
Captación geotérmica vertical
- Instalación: la geotermia vertical se basa en sondas de poliuretano en forma de «U» rellenas de bentonita (cemento).
- Dimensiones: la profundidad de estas sondas va desde los 50 hasta los 150 metros. Por la parte del área, las dimensiones son mucho menores puesto que solo requieren entre 8 y 10 metros entre los diferentes pozos.
- Rendimiento: el rendimiento energético es uno de los mejores dentro del registro, además de una gran estabilidad gracias a la profundidad.
- Ideal para: se trata de la mejor instalación para terrenos reducidos y con climas adversos.
Captación geotérmica horizontal
- Instalación: se trata de una instalación que tiene como principal objetivo la climatización, esta se trabaja a través de tuberías enterradas de forma horizontal bajo la vivienda.
- Dimensiones: se tratan de instalaciones bajo la vivienda, entre 1 y dos metros bajo ella. En cuanto a la superficie requerida, esta debe ser entre 1.5 y 2 veces más grande que la superficie a climatizar.
- Rendimiento: se trata de la mejor opción para viviendas unifamiliares, pero es una de las más susceptibles a cambios climáticos.
- Ideal para: la captación horizontal es la mejor opción cuando hablamos de viviendas unifamiliares con jardín (mayor espacio).
Captación geotérmica abierta o freática
- Instalación: para esta instalación son necesarias fuentes de agua naturales. En ellas se extrae el agua directamente de un acuífero mediante un pozo, se pasa esta por una bomba de calor y se reinyecta a otro pozo.
- Dimensiones: en cuanto a profundidad, esta es variable dependiendo de la distancia a la fuente del agua y por la parte de la superficie requerida, esta debería ser reducida puesto que solamente se necesita un caudal de agua asegurado y dos pozos.
- Rendimiento: excelente debido al intercambio directo de agua entre pozos.
- Ideal para: se trata de una instalación diseñada específicamente para zonas con acuíferos ricos y explotables.
Pilotes geotérmicos
- Instalación: se utiliza la estructura de hormigón de nuevas viviendas para la instalación de las sondas térmicas en su interior.
- Dimensiones: la instalación se fusiona con la de la propia vivienda, tiene como profundidad máxima la de los cimientos del edificio y no necesita espacio extra.
- Rendimiento: muy bueno cuando hablamos de estructuras profundas.
- Ideal para: esta diseñado para edificios o viviendas de altas prestaciones con una profunda cimentación sobre pilotes.
Aplicaciones domésticas de la energía geotérmica
Como explicamos anteriormente, no siempre se puede destinar esta energía a la producción eléctrica. En el ámbito residencial, el uso principal de la geotermia en casa es la climatización integral.
La verdadera revolución de los sistemas de baja temperatura es su capacidad para resolver todas las necesidades térmicas con una sola instalación. Al aprovechar la estabilidad del subsuelo, la bomba de calor sustituye por completo a las calderas de gas, gasoil o aires acondicionados tradicionales..
Calefacción geotérmica y ACS
Durante los meses de invierno, las temperaturas en la superficie pueden desplomarse por debajo de los 0 °C, pero a partir de los 15 metros de profundidad el terreno se mantiene estable entre 12 °C y 15 °C. Esto asegura que la calefacción geotérmica sea extremadamente rentable.
- Calefacción geotérmica eficiente: la bomba de calor extrae energía térmica del subsuelo, eleva su temperatura mediante un ciclo de compresión de gas refrigerante y la transfiere al circuito de la vivienda. Por cada kW de electricidad que consume el equipo, nos entrega entre 4 y 5 kW de calor.
- Agua caliente sanitaria (ACS): el mismo sistema calienta un depósito acumulador para abastecer duchas y grifos.
- Suelo radiante y fancoils: el rendimiento de la calefacción geotérmica llega a su máximo nivel cuando es combinado con suelos radiantes o fancoils, ya que son sistemas que trabajan impulsados por agua a unos 35-40 ºC, reduciendo ampliamente el consumo gracias a la generación de ACS.
Refrigeración geotérmica
Del mismo modo que calentamos el interior aprovechando el subsuelo, en verano la temperatura de la tierra es inferior a la del aire, convirtiéndose en un sistema de refrigeración excepcional. Dependiendo de la tecnología, su funcionamiento se divide en dos modalidades:
Climatización activa (ciclo invertido)
Funciona como un aire acondicionado tradicional, pero de forma mucho más eficiente. La bomba de calor invierte su ciclo: extrae el calor del interior de la vivienda y lo inyecta en el terreno. Como el suelo en verano está más frío que la calle, al compresor le cuesta mucho menos esfuerzo liberar ese calor.
Climatización pasiva o «Free cooling»
Este es el punto diferencial y más importante de geotermia para la climatización de viviendas. Cuando las temperaturas exteriores no son extremas, el sistema puede enfriar la casa sin encender el compresor de la bomba de calor.
A través de el líquido refrigerante que circula a través de las sondas del suelo radiante a 15 ºC, se consigue reducir de forma pasiva y prácticamente de coste 0. El único mecanismo que debe funcionar es la bomba de circulación del suelo radiante la cual prácticamente no consume. Sin corrientes ni cambios bruscos de temperatura.
Cuando hablamos de una instalación de geotermia para una vivienda, de lo que generalmente se habla es de una instalación de climatización. Cuando hablamos la geotermia para la producción eléctrica se suele tratar de sectores industriales o para grandes comunidades las cuales pueden aprovechar un recurso natural para facilitar sus vidas y procesos. Es por eso que la recomendación que se suele barajar es la de una climatización más común.
A través de un sistema combinado de geotermia en conjunto con suelos radiantes principalmente, que como ya os hemos contado, podría servirnos para mantener la temperatura regulada durante todo el año sin prácticamente gastar en electricidad.
