Geotermia Solar En La Edificación

Energía estable y cercana

El derroche de energía está cambiando el clima. Precisamente por ello es urgente hacer más confortable nuestra

vida pero con el mínimo gasto energético y además aprovechando las energías renovables. Tendríamos excusa si

esto fuera una utopía, pero la realidad es que ya hay viviendas climatizadas con uno de los sistemas más

eficientes y respetuosos que existen actualmente, la geotermia solar. La energía geotérmica de baja temperatura

es una fuente renovable, limpia y disponible en casi cualquier lugar, basada en intercambiar el calor almacenado

en el subsuelo por la radiación solar. Es una tecnología implantada con éxito en Europa y norteamérica desde hace

unos años empieza a darse a conocer en nuestro territorio.

Aprovechando la templanza del subsuelo

Los rayos del sol calientan la corteza terrestre, especialmente en verano. Como la tierra tiene una gran inercia

térmica, es capaz de almacenar este calor, y mantenerlo incluso estacionalmente. En el subsuelo, a partir de unos

5 metros de profundidad, los materiales geológicos permanecen a una temperatura prácticamente constante

durante todo el año. En el caso español, a una profundidad superior a los 5 metros, la temperatura del suelo,

independientemente de la estación del año o las condiciones meteorológicas, es de alrededor de 15 grados. Entre

los 15 y 20 metros de profundidad, la estabilidad térmica es de unos 17ºC todo el año, siempre dependiendo de la

situación geográfica en cada caso.

Un sistema geotérmico solar se sirve de una bomba de calor y un sistema de perforaciones en el suelo para

aprovechar esta temperatura templada. La clave de la eficiencia de estas bombas de calor está en la diferencia

entre la temperatura que se quiere conseguir y la temperatura a la que se encuentra el elemento a calentar. Con

una bomba de calor convencional aire-aire, en verano pretendemos mantener una temperatura confortable de 25 º

cuando el aire exterior se encuentra a 30 - 35 ºC. En invierno, se desea mantener la vivienda a 21 ºC, cuando el

ambiente externo se halla por debajo de los 10 ºC. Pasar el aire de una a otra temperatura sólo se consigue a

costa de un gasto de energía considerable.

En el caso de las bombas de calor geotérmicas (GHP en sus siglas en inglés), el gradiente de temperatura que se

debe superar es mucho menor. En invierno, disponer de un material a 15 - 17 grados se puede considerar una

fuente de calor. A su vez, esta estabilidad térmica supone que en verano el subsuelo esté considerablemente más

fresco que el ambiente exterior.

El intercambio de calor con el subsuelo, pues, permite proporcionar el mismo confort pero con unas necesidades

de energía eléctrica mucho menores que el de una bomba de calor convencional.

Una eficiencia imbatible

El COP (Coefficient of Performance) nos permite saber cómo de eficiente es una bomba de calor. El COP de una

bomba de calor geotérmica es de 4 a 6, superando al de las bombas de calor más eficientes aire-aire (tan

implantadas en el ámbito doméstico), estimado entre 2 y 3. Esto quiere decir que por cada unidad de energía que

usa el sistema, en este caso eléctrica, se obtienen 4 o más unidades de energía en forma de calor o frío. En

concreto, cuando el sistema está calentando se debe aportar una cuarta parte de la energía calorífica que se

obtiene (rendimiento del 400 % ), y cuando está enfriando sólo una quinta parte (rendimiento del 500 %).

Por los motivos expuestos anteriormente, hay que destacar que la eficiencia de una bomba de calor geotérmica no

varia con las condiciones meteorológicas o estacionales, mientras que en una convencional el rendimiento

disminuye en los momentos más calurosos en verano y en los más fríos en invierno, justo cuando más necesario

es su uso.

Confort sin derroche

A simple vista, no se puede diferenciar un edificio con un sistema de geotermia solar de uno que no lo tenga. El aparato central normalmente está en

un espacio en el que no es visible, y la distribución del calor o del frío se hace por los métodos habituales.

Se pueden utilizar conductos de aire o fan-coils, con los que se distribuye aire caliente (o frío en verano) por toda la casa. De esta manera el mismo

sistema de distribución soluciona el aporte de frío y calor en la vivienda, con un rendimiento y confort moderado.

Si el sistema de distribución es mediante agua, el calor del subsuelo se traspasa a un caudal de agua. Habitualmente se alimenta un sistema de

radiadores de baja temperatura o suelo radiante, que se puede complementar con un dispositivo de refrigeración por aire. En el modo de refrigeración,

es interesante el efecto llamado de free-cooling, que permitiría, dependiendo de la climatología del lugar, o al principio de la estación calurosa,

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refrescar hasta un nivel de confort elevado sin que la bomba funcionara, tan sólo aprovechando de manera pasiva el frescor que subiría. Cuando la

demanda fuera mayor, la bomba se pondría en funcionamiento.

También se puede realizar la refrigeración mediante suelo o paredes frías, si se combina con una deshumectación del aire para evitar condensaciones

sobre estas superfícies más frías.

Así, vemos que las posibilidades son variadas, aunque hay que destacar que la opción más eficiente es la distribución del calor mediante suelo o

paredes radiantes. En estos sistemas es suficiente que la temperatura de salida de la bomba de calor esté en torno a los 30 grados, mientras que en

un sistema de aire caliente o radiadores de alta temperatura es necesario alcanzar temperaturas de unos 50 grados.

Finalmente, el sistema de geotermia solar a menudo ya incorpora un acumulador para el agua caliente, dentro del mismo armazón de la bomba de

calor.

En resumen, la geotermia solar permite climatizar y obtener agua caliente sanitaria en viviendas y otros edificios, pero con un rendimiento no superado

por ningún otro sistema. Todo ello gracias también a la parte del sistema que no se ve, la que está bajo el suelo.

Tecnología para la eficiencia energética

Para poder aprovechar la temperatura estable a la que se halla el subsuelo es necesario realizar una serie de perforaciones en el terreno.

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