La tierra, fuente de energía

Debajo de la corteza de nuestro planeta, la Tierra está muy caliente: en el centro, la temperatura está por encima de 4000 °C y el manto superior (entre 70 y 700 km de profundidad) nos encontramos con una temperatura de 500 a 1000 °C.

La corteza terrestre es una capa aislante con un espesor de 30 a 65 km por debajo de los continentes y de 5 a 10 km bajo los océanos para protegernos de estas altas temperaturas. El gradiente geotérmico medio en Europa es de 3 grados por cada cien metros de profundidad, lo que significa que cuando descendemos un centenar de metros en la corteza terrestre, la temperatura sube 3 grados. Este gradiente puede alcanzar valores mucho más altos en algunas zonas.

Comparado con la mayoría de energías renovables, la energía geotérmica tiene la gran ventaja de no depender de las condiciones atmosféricas o incluso la disponibilidad de un sustrato como es el caso de la biomasa. Así, la geotermia es una fuente muy fiable y estable de energía a lo largo del tiempo. Cada vez más, la geotermia poco profunda (10 a 200 metros de profundidad) se presenta como una solución energética atractiva y eficiente. Tiene un gran potencial para producir calor a baja temperatura y frío en las ciudades, parques empresariales y los barrios hoy en día. El mercado de las bombas de calor geotérmicas se está desarrollando con éxito en países como Alemania, Países Bajos, Dinamarca, Suecia, y Suiza, donde constituyen el 45% del mercado.

La energía geotérmica es decir, el uso de calor natural de la tierra para producir energía o para proporcionar calor directamente, esta energía se puede utilizar de diferentes maneras según el uso y los contextos geológicos. Para la producción de calor se recomienda las bombas de calor geotérmicas (BCG). El uso de la energía geotérmica se describe como "la energía geotérmica superficial" o de "baja entalpía".

De hecho, las condiciones de radiación solar y el clima tienen una gran influencia en la temperatura global en los primeros metros del suelo, sobre todo a través del agua de lluvia que se filtra en las aguas subterráneas. El calor de la Tierra (o flujo de calor) contribuyen a la creación de la temperatura de los primeros metros subterráneos. Este flujo de calor se produce por la desintegración de elementos en las rocas de la corteza de la tierra, y en parte por el calor del manto y el núcleo, que disipa una gran cantidad de energía (originalmente incluyendo movimiento de las placas) durante 4,5 millones de años. Así, una vez inmune a las variaciones estacionales, a pocos metros de profundidad, la temperatura del suelo es estable a 12 °C en las llanuras de baja altitud. si tomamos como ejemplo el caso de Valencia, el terreno, a partir de unos 5 metros de profundidad se halla a una temperatura estable de unos 19 °C a lo largo del año.

Las bombas de calor geotérmicas permiten, a partir de esta fuente de energía, ajustar la temperatura a las necesidades del hábitat. Este tipo de energía geotérmica se utiliza para la calefacción y / o refrigeración de viviendas, edificios públicos y zonas comunes. El fluido utilizado para el intercambio con el suelo puede ser agua o aire; en este último caso se denomina "pozo canadiense." Las BCG también se distinguen por sus intercambiadores: sondas horizontales o verticales.

Ingtercambiador horizontal

Generalmente los intercambidores horizontales se emplean para instalaciones de baja potencia (viviendas) con grandes superficies disponibles. Este sistema consiste en disponer las tuberías a unos 80-100cm del suelo formando bucles que van a un colector conectado a la bomba de calor. La superficie de terreno necesaria para este tipo de instalación requiere 1,5 ó 2 veces la superficie de la vivienda.

Intercambiador en espiral

La configuración intercambiador en espiral, también llamado cesta geotérmica, es una variante de la horizontal. Consistiendo en disponer la tubería a 4m de profundidad formando bucles en forma de espiras para poder instalar la mayor longitud de intercambiador con la menor superficie de excavación posible. La superficie necesaria para tipo de intercambiador es de sólo 2m² por unidad.

Sondas verticales

Las sondas geotérmicas, o verticales, constituyen un sistema cerrado destinado a la obtención de energía geotérmica, que consiste en una sola perforación a profundidades comprendidas entre 80 y 150 m. En la perforación se introducen las denominadas sondas de doble tubo, el relleno y el sellado. El agua que circula a través de estas sondas transporta la energía en el circuito cerrado. Una vez que el agua alcanza la superficie, se transmite la energía al circuito de la bomba de calor. Por ejemplo, dos sondas verticales de 60m de profundidad son suficientes para climatizar una vivienda de 120m2.

Pozo canadiense o provenzal

El pozo canadiense o provenzal es una instalación geotérmica que aprovecha la inercia térmica del subsuelo que se encuentra a temperaturas estables (16°C en verano y 12 °C en invierno) en la capa superficial del subsuelo para proporcionar a las viviendas frescor en verano y un temperamiento en invierno. Esta técnica consiste en enterrar unos conductos a una profundidad entre 1,5 m y 5 metros en el subsuelo y hacer circular por ellos aire que, en contacto con las tuberías, adquiere la temperatura del subsuelo. Este sistema de ventilación permite disminuir considerablemente el gasto energético y mejorar la eficiencia energética del edificio.

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