Geotermia en casa: ¿cómo funciona?
La geotermia para climatizar viviendas se utiliza de manera habitual en muchos países de Europa desde hace mucho tiempo. En cambio, en España, su implantación como fuente de energía renovable es más nueva y se está implementando más lentamente.
¿Qué es la geotermia?
Lo primero que tenemos que hacer es definir claramente qué es la geotermia para así saber a qué nos referimos con el concepto de geotermia.
La geotermia es la ciencia que se encarga del estudio de la energía calorífica que existe en el interior de la tierra. Esta energía se emite desde el núcleo hasta la corteza.
La energía geotérmica es toda la energía que existe en el interior del globo terráqueo y por lo tanto incluye las aguas subterráneas. El término gradiente geotérmico hace referencia a la variación que se produce en la temperatura a medida que nos vamos aproximando al núcleo del globo terrestre desde la superficie terrestre.
Lo que hace la geotermia aplicada a los edificios es tratar de aprovechar esta energía calorífica del interior de la tierra. Es una energía renovable que no depende de los combustibles fósiles y que por lo tanto contribuye a la reducción de las emisiones de CO2.
¿Cómo funciona la geotermia?
La energía geotérmica aprovecha la temperatura constante del suelo para climatizar los edificios y las viviendas. En España el calor del subsuelo se mantiene a una temperatura constante durante todo el año de unos 15º centígrados.
Mediante el uso de bombas de calor y la ayuda de un intercambiador se transmite la temperatura del suelo a las viviendas.
En invierno, la bomba absorbe el calor del terreno y lo libera en el edificio, y en verano se realiza el proceso a la inversa, absorbe el calor del edificio y lo traspasa al suelo. Y todo ello se realiza en la misma instalación.
Por lo tanto, como las condiciones climáticas exteriores no afectan al consumo de la bomba de calor, este sistema de calefacción es uno de los más eficientes que existen hoy en día.
¿Qué ventajas ofrece la geotermia?
Al no depender del clima ni de la radiación solar, ya que los intercambios de calor se producen bajo la superficie de la tierra, tiene varias ventajas:
- Su impacto medioambiental es mínimo.
- Su impacto visual también, ya que está bajo tierra.
- Tiene la gran ventaja de ser una fuente de energía inagotable.
- Tiene un muy bajo consumo de energía. Suelen consumir entorno a un 70-80% menos que el resto de los sistemas.
- Prácticamente no tiene costes de mantenimiento.
- Y aunque inicialmente supone una inversión mayor que otros tipos de soluciones, esta mayor inversión queda recuperada entre los 3 y 5 primeros años.
Temperatura bajo tierra.
Como hemos comentado más arriba, en el interior de la tierra, entre los 5 y los 10 metros de profundidad hay una temperatura que se mantiene estable en 15ºC.
Es a partir de los 10 metros de profundidad cuando la temperatura aumenta 3 grados centígrados cada 100 metros.
Por lo tanto, en los primero 150 metros la temperatura se sitúa entre los 15º y 20º, y es en este nivel de profundidad donde puede aprovecharse para generar calor durante el invierno, ya que el subsuelo está más caliente que la temperatura ambiente.
Y lo mismo pasa en verano para poder generar frío, ya que el subsuelo posee una temperatura más baja que la temperatura en la superficie de la corteza terrestre durante la época estival.
Para obtener calor se excavan y entierran unas sondas de captación. Son unas tuberías de polietileno con un líquido que normalmente está compuesto por agua y glicol.
El líquido que circula por las tuberías entra en el subsuelo a través de estas tuberías, absorbiendo el calor del suelo. Una vez han absorbido el calor se dirige la bomba de calor geotérmica.
En la bomba de calor geotérmica deja el calor que ha absorbido a un fluido que está más frío y que al aumentar su temperatura se evapora, así pasa por un condensador que aumenta su presión y temperatura, calentando el suelo de la vivienda o el edificio.
Es importante destacar que dependiendo de las características de la vivienda y del terreno sobre el que se está construyendo, las sondas de captación se tendrán que enterrar a mayor o menor profundidad.
Un sistema geotérmico doméstico.
En función de lo que acabamos de explicar, un sistema doméstico de calefacción geotérmica requiere de tres elementos:
- Una bomba de calor que se puede instalar en un cuarto interior cerrado. Existen de varios tipos. Monofásicas y trifásicas. Con mono compresor o bicompresor.
- Circuito exterior. Es la parte del circuito que está en contacto con el terreno. El líquido que circula por el circuito suele ser agua o una mezcla de agua con anticongelante.
- Circuito interior. La parte del circuito que intercambia el calor con el interior del edificio, generalmente mediante suelo radiante.
Las aplicaciones de la geotermia en una vivienda suelen ser: aire acondicionado, calefacción y para la producción de agua caliente sanitaria (ACS), para lo que necesitaremos un depósito de ACS.
Tipos de instalaciones geotérmicas.
Existen tres tipos de instalaciones geotérmicas:
- Por captación horizontal (en superficie).
- Por captación vertical (por perforaciones). Esta necesita una superficie de terreno mucho más pequeña que la opción de captación horizontal.
- Por captación por ríos o lagos.
Captación horizontal. Necesita entre 1,5 y 2 veces la superficie a climatizar. Y una profundidad del circuito de entre los 60 cm y los 5 metros y por tanto su coste suele ser más reducido.
Se ha de estudiar detenidamente su profundidad ya que si se ubicara a muy poca distancia de la superficie la climatología podría llegar a afectarla reduciendo su confort.
Captación vertical. Es más cara ya que requiere de mayor profundidad, pero asegura la temperatura constante. Cuanto más profunda, mayor rendimiento de la calefacción
Captación por ríos o lagos. Esta tercera opción no se suele utilizar en viviendas por su imposibilidad en la mayoría de las promociones. Se aprovecha las masas de agua que dispongan de aguas termales para introducir en ellas los captadores y realizar allí el contraste de temperatura.
¿La instalación de geotermia en una vivienda o edificio necesita mantenimiento?
Como el agua circula por el suelo radiante a través de un circuito cerrado, no hay que cambiarla.
Pero sí que tendremos que llevar a cabo revisiones de la instalación cada cierto tiempo.
Estas instalaciones suelen tener una vida útil larga ya que las bombas de calor pueden durar 20 años y el intercambiador tiene una vida útil media de 50 años.
