Actualmente, la mayoría de nuestros hogares y edificios dependen de combustibles fósiles como gas natural o gasoil para calentarse, fuentes de energía muy contaminantes que producen la energía térmica que demandamos mediante calderas de elevados consumos, poco eficientes y que no tardan en presentar problemas.
Hasta ahora, no teníamos más remedio que emplear estos equipos. El mundo se había acomodado entorno a los combustibles fósiles, y nadie parecía querer arriesgar y apostar por sistemas distintos en un mundo tan arraigado a la cultura del petróleo. Soluciones que, para las necesidades y prioridades de aquel entonces, funcionaban.
El auge de las energías renovables
Pero los últimos años, las necesidades, prioridades y problemas de nuestra sociedad han cambiado, y la amenaza del cambio climático nos ha hecho ver las cosas con otra perspectiva. Con el auge de las energías renovables, la ciencia y la tecnología han logrado desarrollar nuevas formas de generar energía en consonancia con el medio ambiente. Entre estas nuevas fuentes, existe una capaz de generar calor en cualquier lugar del mundo, dependiendo únicamente de recursos locales, y con uno de los índices de rendimiento más elevados del mercado actual.
Les hablamos de la energía de la Tierra: la geotermia
¿Qué es la energía geotérmica?
Pero ¿qué es la energía geotérmica? La energía geotérmica es, a grandes rasgos, aquella proveniente del interior de la Tierra en forma de calor. Esta energía es principalmente el calor residual de la creación del planeta: hace casi 5.000 millones de años, nuestro planeta era una bola incandescente de magma y roca que, con el paso de los milenios, se ha ido enfriando. Sin embargo, toda esa energía no se ha disipado aún, una parte se encuentra contenida en el núcleo de nuestro planeta, que va irradiando enormes cantidades de calor poco a poco, convirtiéndolo en el foco caliente más perfecto y cercano del que disponemos.
Este calor, en su ascenso, va calentando las distintas capas que conforman el interior de la Tierra. A causa de esto, se genera un movimiento que da lugar, entre otras cosas, al desplazamiento de las placas tectónicas de la corteza terrestre, provocando la creación de fallas, volcanes y otras manifestaciones geológicas. Estas conforman “canales”, por así decirlo, por los que la energía del centro de la Tierra puede alcanzar la superficie más fácilmente, y que, desde hace generaciones, el ser humano ha aprovechado para explotar la energía geotérmica, dando lugar a, por ejemplo, baños termales naturales.
Áreas geotérmicas en España
Cuando pensamos en las instalaciones geotérmicas, seguramente nos vienen a la mente imágenes de grandes centrales ubicadas en sitios concretos en los que existe un mayor flujo de calor desde el interior de la Tierra a consecuencia de estar cerca de una singularidad geológica como las comentadas anteriormente. Estas zonas se conocen como fuentes geotérmicas de alta y media Entalpía y en ellas encontramos temperaturas superiores a los 150 ᵒC y de entre 150 y 100 ᵒC respectivamente, que permiten la producción de electricidad. España no es uno de los países donde abundan este tipo de localizaciones por la escasa actividad geológica de la Península, pero sí existen algunas localizaciones que lo cumplen:
(Fuente: IGME)
Sin embargo, con fines de producción de energía térmica, vemos que hay una gran cantidad de instalaciones geotérmicas distribuidas por todo el país, que sirven para calentar o enfriar edificios. Esto se debe a que, independientemente del lugar del planeta en el que estemos, a pocos metros de profundidad, la corteza terrestre ya puede proporcionarnos toda la energía que necesitamos si la aprovechamos correctamente. Se trata de fuentes geotérmicas de baja entalpía. En estas instalaciones se suelen realizar perforaciones geotérmicas verticales entre 80 y 200 metros que sirven para intercambiar energía con el subsuelo. Dicho intercambio se realiza mediante la introducción de sondas geotérmicas en las perforaciones (tuberías en forma de U) por cuyo interior circula un fluido caloportador que absorbe (o cede) la energía del subsuelo.
Condiciones para aprovechar las fuentes geotérmicas de baja entalpía
Para aprovechar estos recursos correctamente, necesitamos de dos condiciones:
1. Alcanzar la profundidad adecuada en las perforaciones geotérmicas: en zonas sin singularidades geológicas, hasta alcanzar los 20-30 metros de profundidad se va produciendo una estabilización de la temperatura del subsuelo. Las capas superiores aíslan las inferiores de los efectos del clima, haciendo que la temperatura a esa profundidad se mantenga constante todo el año entorno a los 15-20ᵒC (temperatura que varía según localización), como se muestra en el ejemplo de la siguiente figura:
A partir de esa profundidad de estabilización, la temperatura del subsuelo suele aumentar a razón de 1 ᵒC cada 33 metros de profundidad.
2. Un sistema capaz de aprovechar la energía obtenida: una vez hemos encontrado nuestra fuente de energía, ¿cómo la extraemos y la convertimos en energía útil? Aquí entran los sistemas geotérmicos de baja entalpía: el sistema más habitual de calefacción se basa en el bombeo de agua a través de las sondas geotérmicas que se introducen en las perforaciones. El agua, calentada debido al calor del subsuelo, es transportada a un equipo conocido como bomba de calor, que extrae la energía del agua y la transmite al interior de nuestro hogar. El agua posteriormente regresa a las perforaciones y se repite el ciclo. En el caso de tener necesidades de refrigeración, el ciclo se invierte y el calor contenido en el edificio es cedido al subsuelo. Gracias al nivel energético en el que se encuentra el subsuelo, determinado por su temperatura estable en condiciones muy favorables para el intercambio, permite la producción de calor y frío, con los mayores rendimientos y eficiencia.
Ventajas de una instalación geotérmica
Las instalaciones de producción de energía geotérmica traen consigo numerosas ventajas:
- Producción de frío, calor y agua caliente sanitaria: con lo expuesto anteriormente se da a entender la versatilidad de estas instalaciones. Proporcionando todos los perfiles de consumo energético que demanda un edificio de cualquier tipología.
- Disponibilidad 24h/365 días: se alimenta de una fuente de energía constante como es el calor de la Tierra. Esto permite que se pueda utilizar las 24 horas del día y los 365 días al año, independientemente de las condiciones meteorológicas externas.
Además, la energía extraída es fácilmente gestionable mediante el control de flujo de agua que introducimos en las perforaciones, de forma que estas instalaciones nos permiten generar la energía que necesitemos en cualquier momento del año.
- Bajas emisiones de CO2: se trata de una energía respetuosa con el medioambiente, ya que para su generación tan solo necesita un pequeño aporte de electricidad gracias a los altos rendimientos de las bombas de calor geotérmicas.
- Bajo impacto ambiental: los sistemas con bomba de calor cuentan con el uso de gases refrigerantes. La cantidad de los mismos, en los equipos de geotermia, gracias a su formato compacto, es de los más reducidos dentro del campo de aplicación de las bombas de calor. Además, se está avanzando en el uso de gases refrigerantes naturales.
- Amortizable: gracias a la posibilidad de producción de cualquier necesidad de frío o calor con altos rendimientos, alta durabilidad y a lo poco que cuesta producir energía con este sistema, las instalaciones geotérmicas amortizan rápida y holgadamente la inversión inicial.
- Integración arquitectónica: una de las grandes ventajas de estos equipos es la posibilidad de su instalación en espacios de bajo coste por metro cuadrado. Pueden ser instalados en sótanos y garajes, dejando libres zonas de mayor valor arquitectónico y económico como fachadas y áticos de nuevos edificios, que podrían estar protegidos en el caso de rehabilitación de edificios.
- Mejora en la categoría energética del edificio: la categoría energética de un edificio depende de muchos factores, el que nos ocupa es aquel que define los sistemas de producción térmica. El sistema de energía renovable que cuenta con la mejor categoría en este ámbito es la geotermia y dota al edificio de una notable mejora y durabilidad de los sistemas, aumentando el valor del edificio.
- Economía de cercanía: por último, mediante este tipo de instalaciones, estamos explotando un recurso autónomo, fomentando la creación de empleo local, reduciendo nuestra dependencia de los combustibles fósiles y de los países que los producen, y creando un novedoso sistema totalmente independiente de cualquier influencia ambiental externa.
En conclusión, la energía geotérmica es la mejor alternativa a considerar a la hora instalar un sistema de climatización renovable, en pro de un desarrollo sostenible en consonancia con el planeta, un ahorro para nuestra economía doméstica y, en consecuencia, una mejora sustancial en nuestra calidad de vida.