Introducción a la geotermia

Según la norma alemana VDI 4640 la energía geotérmica es la energía almacenada en forma de calor por debajo de la superficie solida de la Tierra, engloba al calor almacenado en rocas, suelos y aguas subterráneas.

Las principales fuentes de carga energética del suelo son dos: la primera es el calor de la Tierra que se puede valorar mediante el gradiente térmico (variación de la temperatura en función de la profundidad), normalmente aumento de 3,3ºC cada 100 m de profundidad. Este calor se debe a procesos internos como la desintegración de isótopos radiactivos, movimientos de las capas que constituyen la tierra o la cristalización del núcleo. Si como es el caso nos centramos más en la energía geotérmica de muy baja entalpia existe otra fuente que carga el suelo y es el Sol pero de forma indirecta. Ya que es a través de las infiltraciones de agua principalmente como el suelo gana energía.

La energía geotérmica tiene una serie de características que hacen de ella una atractiva alternativa, estas son:

• Renovable: es el recurso más grande que existe ya que el calor que cede la Tierra es a escala humana ilimitado, aunque hay que tener un control sobre las instalaciones geotérmicas para protegerlas de sobreexplotación y que pierdan rendimiento.
• Limpia: la energía geotérmica no realiza ninguna combustión con lo cual no emite directamente CO2, las emisiones producidas vienen del consumo eléctrico necesario para su funcionamiento siendo del orden de 5 veces menos que en una instalación convencional.
• Económica: aunque la inversión inicial es elevada, mediante estudios económicos se observa claramente su amortización frente a convencionales, estando esta periodo entre los 4 y 7 años, sobre un vida útil de la instalación de 25 años.
• Eficiente: gracias a que la temperatura del suelo a partir de 20 metros de profundidad es igual en cualquier momento del año, gran estabilidad, se podrán instalar bombas de calor de menor capacidad que si nos guiáramos en el dimensionado por la temperatura del ambiente exterior, condiciones más penalizadoras.
• Continua: tal vez este sea el factor más atractivo y diferenciador ya que a diferencia de otras renovables como la solar o eólica en las cuales hay grandes variaciones en el rendimiento dependiendo el momento del día o mes. La energía geotérmica depende de las características del subsuelo y estas no varían con el tiempo.
• Local: otro aspecto atrayente es que todas las regiones pueden tener acceso a esta energía ya que esta descentralizada. En cualquier lugar del mundo podemos acceder a energía geotérmica.

Las aplicaciones de la energía geotérmica van desde el uso individual en una vivienda o bloque de viviendas al uso industrial. También van desde la generación de calor a la generación de electricidad, debido a esta diversidad se realiza la siguiente clasificación:

• Alta Temperatura (más de 150 ºC): generación de electricidad a partir del vapor del agua.
• Media Temperatura (entre 90 ºC y 150ºC): igual que en caso anterior pero teniendo que utilizar un fluido caloportador.
• Baja Temperatura (entre 30 ºC y 90ºC): generación de calor para calefacciones o procesos industriales.
• Muy baja Temperatura (menos de 30 ºC): utilizada para calefacción, climatización, ACS pero con la necesidad de incorporar bombas de calor geotérmicas. Esta es la más interesante para nuestros proyectos.

Durante esta exposición se están tomando como sinónimo las palabras temperatura y entalpia, esto no es del todo cierto si bien es verdad que se pueden considerar proporcionales. La entalpia es la cantidad de energía térmica que puede intercambiar con su contorno un fluido.

El aprovechamiento de energía geotérmica de muy baja temperatura se centra en que la distribución del gasto energético domestico determina: que el 58% de la energía consumida es para calefactar y preparar el ACS, Este porcentaje se puede pasar a euros de forma fácil y se aprecia que estamos en valores importantes con lo que si se fuera capaz de conseguir esta energía de una fuente que fuera igual de confortable o más que las tradiciones y además más barata seria muy deseable. Si a esto añadimos que emitiríamos 5 veces menos CO2 y que consumiremos entre 2 y 3 veces menos energía primaria, parece perfilarse como una opción muy valida.

La geotermia nos permitirá desarrollar instalaciones que aporten a nuestra vivienda calefacción con un ahorro del 75%, refrigeración activa con un ahorro 80%, una refrigeración pasiva que prácticamente será gratis para viviendas unifamiliares (opción muy interesante para el norte de España) y un ahorro del 50 % en la producción de agua caliente sanitaria.

Esta energía adquirida del subsuelo se puede realizar de 4 formas:

• Captación horizontal: es la versión más económica pero menos estable.
• Captación vertical: la opción más estable y que se puede llevar a cabo en cualquier lugar.
• Captación abierta: es una opción que implica contaminación ya que se está cambiando la temperatura de corrientes de agua si estas no son lo suficientemente grandes.
• Captación en lagos: tiene un gran inconveniente y es que necesita una importante masa de agua cerca de la vivienda, algo poco normal, a cambio daría los mejores rendimientos, común en EEUU.

Las perspectivas de esta energía son francamente buenas ya que si en el anterior Plan de Energías Renovables no se tuvo en cuenta, en el nuevo Plan que va desde el 2008 – 2012 si es considerada renovable. Esto repercute en el cliente final de forma muy directa ya que cada año se ofrecen subvenciones para proyectos geotérmicos de todos los niveles, desde vivienda unifamiliar hasta instalación industrial. El incremento es importante además no se debe de olvidar para los que todavía tengan dudas acerca de esta tecnología que está totalmente implantada en países como Suecia con temperaturas en invierno mucho más bajas que en España.