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Most Easy, Efficient and Low Cost Geothermal Systems for Retrofitting Civil and Historical Buildings

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Movilizar el calor bajo nuestros pies para proporcionar energía a edificios históricos

Europa dispone de una gran cantidad de edificios históricos que necesitan rehabilitación energética. Las innovaciones especiales para extraer calor geotérmico permiten que esta fuente de energía totalmente libre de combustibles fósiles pueda llevar a cabo dicha labor.

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Energía

Los sistemas de calefacción y refrigeración a partir de energía geotérmica superficial comienzan a ser unos candidatos más atractivos para mejorar el envejecido parque inmobiliario europeo. Las iniciativas europeas, incluida la Renovation Wave, y las medidas políticas, como la revisión de la Directiva relativa a la eficiencia energética de los edificios, están liderando este cambio. Sin embargo, los edificios históricos tienen sus propias restricciones, lo que los limita a la hora de utilizar esta fuente de energía totalmente renovable. El proyecto GEO4CIVHIC, financiado con fondos europeos, ha desarrollado y modificado tecnologías existentes para acelerar el despliegue de la calefacción y la refrigeración a partir de energía geotérmica superficial en edificios de este tipo situados en zonas urbanas. «De media, un sistema geotérmico puede proporcionar al edificio 4 kW de energía térmica, utilizando 1 kW de energía eléctrica y extrayendo 3 kW de energía libre del subsuelo», señala Adriana Bernardi, coordinadora del proyecto, física, directora de investigación y jefa de la unidad CNR ISAC (Padua).

Perforar y funcionar en un espacio restringido

Un intercambiador geotérmico vertical acoplado a una bomba de calor extrae el calor inagotable de la Tierra y suministra esta energía a los radiadores o unidades de emisiones. Los intercambiadores de calor extraen energía del suelo a hasta 8 °C, y la bomba de calor aumenta esta energía a temperaturas de hasta 50 °C para alimentar el sistema de calefacción. En verano, la bomba de calor invierte su funcionamiento y extrae calor del edificio, recargando el suelo. «Se requieren métodos radicalmente nuevos respecto a la perforación del pozo, la eficiencia de la bomba de calor y los tipos de refrigerantes utilizados», explica Bernardi. La histórica ciudad de Malinas (Bélgica) cuenta con unos trescientos edificios clasificados como históricos. GEO4CIVHIC desarrolló un equipo de perforación compacto y de peso reducido con una huella de carbono muy pequeña que podía elevarse en los jardines con una grúa en las pintorescas y estrechas calles de la ciudad. GEO4CIVHIC optimizó e instaló varios intercambiadores de calor de acero coaxial con unas tasas de extracción de energía hasta un 20-30 % superiores, lo que redujo la longitud total de los intercambiadores de calor necesarios. Estos intercambiadores de calor se patentaron en el proyecto Cheap-GSHPs de Horizonte 2020.

Variaciones entre los emplazamientos de demostración de toda Europa

Tres emplazamientos piloto y cuatro de demostración muestran el alcance del éxito de GEO4CIVHIC en diversas rocas de la corteza terrestre y en diferentes diseños de edificios. Se desarrollaron cinco tecnologías de bomba de calor para abordar la baja eficiencia debida a los sistemas de emisión de alta temperatura. Se integraron bombas de calor compactas listas para usar en las instalaciones de prueba de Tecnalia (Bilbao) y de la Universidad de Padua con el objetivo de desarrollar aplicaciones de gestión energética. Bernardi señala: «Estos avances incluyen el uso de refrigerantes nuevos con bajo potencial de calentamiento global a fin de responder a la https://ec.europa.eu/clima/eu-action/fluorinated-greenhouse-gases/eu-legislation-control-f-gases_es (futura legislación)». Para perforar las rocas duras, GEO4CIVHIC desarrolló una broca rotovibratoria compacta y potente. En Irlanda, la prueba de demostración en Greystones se realizó en roca compacta, por lo que el equipo utilizó aire comprimido como fluido de perforación, mientras que, en la roca más blanda de Malta del jardín histórico de Msida Bastion, se utilizó agua.

El futuro de la energía geotérmica

Los mapas integrales de perforabilidad de GEO4CIVHIC caracterizarán los emplazamientos de acuerdo con las propiedades geológicas, junto con la duración y los costes. «Para la integración de centrales geotérmicas con otras fuentes renovables, estamos desarrollando un sistema de apoyo a las decisiones. Esto ayudará a los usuarios a mejorar la eficacia energética general y a acelerar el retorno de la inversión», destaca Bernardi. La visión de Bernardi para los edificios históricos de Europa implica «demostrar a todas las partes interesadas los beneficios económicos a largo plazo de la calefacción y refrigeración a partir de energía geotérmica superficial. Las actividades que planeamos para la formación, las pautas y los talleres contribuirán a aumentar la concienciación y la confianza en esta tecnología entre las partes interesadas», concluye.

Palabras clave

GEO4CIVHIC, bomba de calor, edificio histórico, energía geotérmica superficial, pozo, refrigerante

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