A cambio de calor coa terra
2009/01/01 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Denomínase enerxía geotérmica á enerxía almacenada no chan. Cando falamos diso, normalmente véñennos á mente zonas termais, volcáns e géiseres. A acumulación de enerxía neste tipo de zonas é moi elevada e pódese sacar moito partido delas, pero son moi poucas.
Fóra destas zonas de gran calor, o chan atópase a unha temperatura moito menor, pero ten una característica de gran interese: mantén a temperatura durante todo o ano. Isto é posible grazas á súa densidade, que a medida que descende da superficie, nos primeiros cen metros, aumenta un grao cada trinta metros.
Por exemplo, a 15-20 metros de profundidade, o chan atópase a uns 17ºC. Todo o ano. É posible utilizar un sistema paira aproveitar esta enerxía e climatizar os edificios. No inverno, cando a temperatura exterior é menor que a do subsolo, pode utilizarse paira quentar casas e outros edificios. No verán pode servir paira refrescar, xa que o mesmo sistema tamén serve paira expulsar a calor que se vai acumulando nos edificios e dispersalo no chan.
Circuítos subterráneos
Paira posibilitar o intercambio de calor co subsolo é necesario dispor dun circuíto de tubaxes no subsolo. Polos tubos discorre un fluído que é o encargado de realizar o intercambio de calor.
As tubaxes poden penetrar no chan de forma horizontal ou vertical, elixindo en cada caso cal delas é conveniente colocar. Si o circuíto colócase verticalmente, non se requiren grandes superficies de chan paira instalar o sistema, bastando con dispor dunha parcela de 14 centímetros de diámetro. Iso si, é necesario realizar un buraco bastante profundo para que as tubaxes introdúzanse (xeralmente de máis de 100 metros).
Con todo, si colócase horizontalmente, a superficie de penetración das tubaxes é moito maior (1,5-2 veces a superficie a quentar polo circuíto), pero só require una profundidade de 1-2 metros.
Como sempre, cada un ten as súas vantaxes e inconvenientes. O primeiro é moito máis caro que o segundo porque o traballo de perforación encarece moito a instalación. Pero esixe una superficie moito menor, polo que é una solución perfecta paira utilizala en zonas onde non hai moito chan.
Os circuítos poden ser de varios tipos. Algúns, por exemplo, utilizan augas freáticas subterráneas paira o intercambio de calor. A auga subterránea ponse en circulación, faise pasar polo edificio a climatizar e devólvese á masa de auga utilizada.
Isto e este tipo de sistemas denomínanse sistemas abertos, xa que en todo momento non se produce o mesmo paso de auga polas tubaxes. Con todo, os sistemas máis estendidos son os sistemas pechados. Como o seu propio nome indica, sempre discorre o mesmo fluído polo circuíto de climatización. Este fluído ás veces é un gas que circula polos frigoríficos e outras mesturas que conteñen auga e un produto anticongelante.
A medida que avanzan as tubaxes, o fluído intercambia calor co medio exterior do tubo (pode ser o propio terreo ou una masa de auga próxima ao edificio).
Base, bombas de calor
Estes circuítos non poderían porse en marcha se non contasen coa axuda de bombas de calor. En definitiva, as bombas de calor son circuítos nos que unha fluído xira e son capaces de captar calor dun medio e transmitilo a outro máis quente.
Necesitamos una bomba de calor, por exemplo, se a auga subterránea quentouse a uns 17ºC e queremos manter a zona que queremos quentar a uns 20ºC (temperatura de confort aproximada).
Este traballo é realmente imposible, xa que a enerxía térmica transmítese sempre desde o punto máis quente ao máis frío. Paira darlle a volta, as bombas de calor "xogan" coa presión do fluído interior. Baséanse en que ao aumentar a presión dun fluído aumenta a súa temperatura, e viceversa, ao diminuír a presión diminúe a temperatura.
Cando hai que quentar a vivenda, adaptan a presión para que o fluído do tubo que vén baixo terra sexa o máis quente e o tubo que entra na casa sexa o máis frío.
Si queremos dar a volta ao descrito e o noso obxectivo non é só refrescar a casa senón quentala, só temos que cambiar o sentido da bomba de calor. Desta forma, a bomba de calor conducirá a calor das tubaxes da vivenda ás tubaxes subterráneas. Por iso dise que as bombas de calor son reversibles, xa que poden utilizarse tanto paira quentar como paira arrefriar calquera vivenda ou edificio.
En ocasións, a bomba de calor componse dun circuíto de tubaxes que discorre baixo terra e que cede calor á vivenda. Todo o sistema é una gran bomba de calor. Noutros casos, a propia bomba de calor vai independente, á que se unen un tubo desde o circuíto subterráneo e outro desde o circuíto que climatiza a casa. Esta bomba de calor transporta a calor dun circuíto a outro.
As bombas de calor paira modificar a presión das tubaxes, especialmente paira aumentar a presión, necesitan consumir enerxía. Con todo, o beneficio que obtén con este gasto enerxético é moi elevado. En xeral, pódese dicir que por cada kW que consumen, pasan de 3 a 4 kW polo sistema geotérmico.
Un vello coñecido en Europa
Este sistema ten profundas raíces no norte de Europa e en Norteamérica, co que levan traballando máis de vinte anos. Aquí empezamos a traballar con este tipo de sistemas cara ao ano 2000, e aínda queda moito camiño por percorrer. Con este obxectivo, o Ente Vasco da Enerxía (EVE) organizou una xornada no BEC de Barakaldo.
A xornada contou coa presenza de expertos dalgúns dos países con sistemas de enerxía geotérmica máis desenvolvidos en Europa, que explicaron, entre outras cousas, o estado da enerxía geotérmica nestes países. Por exemplo, en Suecia explicouse si atópase nas condicións de vento que xeran. Por exemplo, en Suecia, o intercambio geotérmico permite obter entre quince e cen veces a enerxía eólica que xeran.
Tamén participou como relator Iñigo Arrizabalaga, do EVE, quen falou sobre a situación da enerxía geotérmica na CAPV. Fíxoo de forma moi representativa: "Levamos oito anos instalando este tipo de instalacións e calquera país do norte de Europa traballa máis do que fixemos nese período nunha xornada de mañá".
De feito, sinalou que a finais de 2007 había censadas 63 instalacións de enerxía geotérmica. A modo de comparación, Arrizabalaga achegou datos de Suecia e Francia. En Suecia, no censo de 2006, tiñan máis de 270.000 --Suecia é o país máis avanzado en instalacións geotérmicas -. Aínda que Francia considérase un país en desenvolvemento, en 2006 contaban con case 86.000 instalacións.
Infraestrutura inadecuada
Arrizabalaga sinalou varias razóns paira xustificar a nosa diferenza con moitos países do norte de Europa. En primeiro lugar, sinalou que estes sistemas funcionan mellor en escolas, edificios de oficinas, casas unifamiliares, etc.
Nos países nórdicos hai moitísima xente que vive neste tipo de casas. En Austria, por exemplo, o 83% das bombas de calor que venden son paira vivendas unifamiliares.
No caso da CAPV, con todo, a porcentaxe de fogares unifamiliares é inferior ao 10%. A inmensa maioría da poboación vive en edificios de varias vivendas. A densidade dos edificios é moi elevada, o que dificulta que cada edificio teña o seu propio sistema de perforación paira geotermia.
Ademais, en xeral, as vivendas son bastante antigas: No ano 2006, o 80% das 966.000 vivendas censadas eran anteriores ao ano 1991, máis do 10% entre 1991 e 2001 e o resto desde 2001.
A antigüidade das vivendas leva una serie de problemas. Entre outras cousas, teñen un menor illamento que os fogares máis modernos, polo que o seu quecemento require máis enerxía, xa que parte da enerxía desperdíciase.
Tal e como sinalou Arrizabalaga, canto máis antigo e menos illado sexa una vivenda, máis enerxía necesítase paira quentala. Con todo, as vivendas que menos enerxía consumen no noso país consumen o dobre do que consumen nos países nórdicos, con invernos bastante máis duros que o noso.
Os cidadáns do norte de Europa sorpréndense ao coñecer o noso gran consumo. Segundo Arrizabalaga, o sistema de illamento dos fogares non é o único motivo: nos nosos fogares xérase auga quente instantánea, mentres que os europeos teñen sistemas de acumulación de auga quente. Desta forma gastan menos enerxía paira quentar a mesma cantidade de auga.
A pesar das dificultades, este tipo de sistemas de climatización está a evolucionar paulatinamente na CAPV e son cada vez máis as institucións e particulares que están a mostrar interese por iso. Ademais, están a estudarse as formas de adaptar os sistemas existentes para que teñan una maior utilidade no noso mercado.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
