ENERGÍA GEOTÉRMICA DE MUY BAJA ENTALPÍA

ENERGÍA GEOTÉRMICA DE MUY BAJA ENTALPÍA
(Antonio Sarasa Brosed. ESHYG S.L.) Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Sistemas geotérmicos. Composición Sistemas geotérmicos. Diseño
ENERGIA GEOTÉRMICA Definiciones Tipos Sistemas geotérmicos. Composición Sistemas geotérmicos. Diseño Sistemas geotérmicos. Intercambiadores Sistemas geotérmicos cerrados Sistemas geotérmicos abiertos El caso particular de Zaragoza Otros sistemas geotérmicos Marco normativo Aplicaciones Ventajas Inconvenientes Problemas asociados Necesidades A futuro Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

ENERGIA GEOTÉRMICA La mayor particularidad de la temperatura del subsuelo es que en los primeros 0,5 m se producen las variaciones diarias de temperatura, y hasta unos 10 m de profundidad las variaciones estacionales. A partir de los 15 m se considera que el terreno tiene un valor constante de temperatura, y a partir de los 20 m la temperatura aumenta unos 3ºC cada 100 m, a lo que se denomina gradiente geotérmico. Su aprovechamiento se puede efectuar en cualquier medio que se encuentre a temperatura superior al cero absoluto, porque contiene calor que pasa de forma natural de un medio de temperatura más alta a otro con menor temperatura (segunda Ley de la Termodinámica). En definitiva el subsuelo es una fuente de calor si se pone en contacto con un medio de menor temperatura, un sumidero de calor si se pone en contacto con un medio de mayor temperatura, y un almacén de calor de gran volumen y temperatura constante. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

E.G. ALTA TEMPERATURA: Tª>150ºC. Producción energía eléctrica
ENERGIA GEOTÉRMICA. TIPOS EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA E.G. ALTA TEMPERATURA: Tª>150ºC. Producción energía eléctrica E.G. MEDIA TEMPERATURA: 150ºC>Tª>90ºC. Uso directo E.G. BAJA TEMPERATURA: 90ºC>Tª>25ºC. Uso directo E.G. MUY BAJA TEMPERATURA: Tª<25ºC. Intercambio geotérmico Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Se requieren varias condiciones:
ENERGIA GEOTÉRMICA. ALTA TEMPERATURA Existe en las zonas activas de la corteza. Esta temperatura está comprendida entre 150 y 400 °C, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad. Se requieren varias condiciones: Una fuente de calor magmático, entre 3 y 15 km de profundidad, a °C Una cobertura de rocas impermeable Un acuífero de permeabilidad elevada, entre 0,3 y 2 km de profundidad que permite una circulación de fluidos por convección, y por lo tanto la trasferencia de calor de la fuente a la superficie por medio de perforaciones, según técnicas casi idénticas a las de la extracción del petróleo. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

ENERGIA GEOTÉRMICA. ALTA TEMPERATURA
En «Energía Geotérmica y District Heating» (2009). I. Arrizabalaga. TELUR Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

ENERGIA GEOTÉRMICA. MEDIA TEMPERATURA
El agua de los acuíferos está a temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 °C, y por tanto la conversión vapor-electricidad se realiza con un rendimiento menor, y debe explotarse por medio de un fluido volátil. Estas fuentes permiten explotar pequeñas centrales eléctricas, aunque el mejor aprovechamiento puede hacerse mediante sistemas urbanos de reparto de calor para su uso en calefacción y en refrigeración. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

ENERGIA GEOTÉRMICA. BAJA TEMPERATURA
El agua de los acuíferos está a temperaturas de 50 a 70 °C debido al gradiente medio geotérmico. Es aprovechable en zonas más amplias que las anteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

ENERGIA GEOTÉRMICA. MUY BAJA TEMPERATURA
La energía geotérmica de muy baja entalpía, temperatura o somera aprovecha la energía existente en el terreno en sus dos componentes: las rocas y el agua, tanto en la zona no saturada como en la saturada (acuífero) cuando su temperatura es inferior a los 25-30ºC, lo que se correspondería con una profundidad teórica de unos 400 m. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

ENERGIA GEOTÉRMICA. MUY BAJA TEMPERATURA
M. Hendricks, Aspectos Tecnológicos e Hidrogeológicos de la Geotermia. AIH-GE. Barcelona Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Un sistema geotérmico tiene tres subsistemas:
SISTEMAS GEOTÉRMICOS. COMPOSICIÓN Actualmente la tecnología de la perforación, los sistemas de bombeo y las bombas de calor permiten el aprovechamiento de esta energía geotérmica de muy baja temperatura, fundamentalmente en la climatización de edificios y la producción de agua caliente sanitaria, mediante los sistemas geotérmicos. Un sistema geotérmico tiene tres subsistemas: Un intercambiador de calor subterráneo que extrae o evacua calor del terreno mediante un fluido caloportador que circula por el interior del bucle subterráneo en el caso de sistemas cerrados, o el agua subterránea en el caso de sistemas abiertos, y lo transmite al intercambiador de la bomba de calor geotérmica. Un sistema de distribución que encauza el calor o el frío procedente de la bomba de calor geotérmica a los diferentes lugares del edificio mediante una red de tubos enterrados. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

SISTEMAS GEOTÉRMICOS. COMPOSICIÓN
Una bomba de calor que transfiere el calor entre el intercambiador y el sistema de distribución. Para ello el calor del subsuelo es transferido a un fluido frigorífico que se vaporiza y es aspirado por un compresor eléctrico que eleva su temperatura y lo cede al circuito de distribución. El fluido se condensa y retorna al estado liquido. Su descompresión hace que se vaporice y repita el ciclo. En caso de refrigerar se invierte el sentido de funcionamiento mediante una válvula de 4 vías. En Guía Técnica de Bombas de Calor Geotérmicas. Serie Geoner, 2009 Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

SISTEMAS GEOTÉRMICOS. COMPOSICIÓN
El rendimiento de estas bombas de calor esta relacionado con el rango de temperaturas entre la fuente de calor y el pozo al que se evacua el calor. Cuanto menor es el salto térmico mayor es el rendimiento de la bomba de calor. En este caso el salto térmico es inferior al de las bombas aire-aire porque la temperatura del agua subterránea o el terreno es mucho mas constante que del aire y tiene unos valores muy mucho más próximos a los de calefacción o refrigeración. En definitiva es necesaria menos energía por parte del compresor para mover un liquido caloportador que el aire Esta es la razón por la que estas bombas geotérmicas tienen un rendimiento mucho más elevado que las bombas de calor aire-aire que tienen que extraer calor del aire exterior frío en invierno y evacuar calor al aire exterior caliente en verano. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

FASE PRELIMINAR DISEÑO DE SISTEMAS GEOTÉRMICOS
Características constructivas y usos de la edificación, datos climáticos de la zona y características térmicas e hidrogeológicas del terreno. Demanda mensual y anual de calefacción, refrigeración y producción de agua caliente sanitaria. Carga pico y base del sistema. Dimensionamiento de los sistemas de calefacción, refrigeración, ventilación y todo el sistema de distribución de climatización Horas de funcionamiento determinan la cantidad de energía que aporta o disipa el sistema en forma calor o frío. Conocida la curva anual de demanda energética de calor y frío, la geotermia debe cubrir la base de la demanda si quiere ser viable económicamente, dejando la carga pico, que son unas pocas horas al año, para otros sistemas de climatización. La curva anual depende del tipo y uso del edificio. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Diseño preliminar del tipo de intercambiador.
DISEÑO DE SISTEMAS GEOTÉRMICOS FASE PRELIMINAR Características y dimensionamiento de los componentes de los sistemas de calefacción, refrigeración, agua caliente sanitaria y sistema de distribución de aire. Cálculo inicial de las potencias y rendimientos exigibles a las bombas de calor estimando un salto térmico. Diseño preliminar del tipo de intercambiador. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

DISEÑO DE SISTEMAS GEOTÉRMICOS
FASE PROYECTO Determinación de las características térmicas e hidrogeológicas del terreno. Es muy importante porque una vez que se realizan las obras y las instalaciones es muy difícil su modificación. Si no se dispone de estos datos los sobrecostes pueden alcanzar el 30-40% para que funcione el sistema con garantías por sobredimensionamiento. En caso contrario el ahorro energético es menor del esperado. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

DISEÑO DE SISTEMAS GEOTÉRMICOS
FASE PROYECTO Definir en sistemas cerrados los parámetros de diseño del intercambiador subterráneo y en los sistemas abiertos las características constructivas de los pozos de extracción e inyección. Revisión del diseño de todo el sistema geotérmico para equilibrar la demanda de calefacción y refrigeración con un rendimiento adecuado satisfaciendo ambas. Análisis económico global del sistema (inversión, ahorro energético, periodo de retorno del sobre coste del sistema, comparación con otras opciones y uso complementario con otros sistemas de climatización. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

INTERCAMBIADORES DE SISTEMAS GEOTÉRMICOS
Nos centramos únicamente en los diferentes sistemas de intercambiadores por varias cuestiones: El sistema de distribución y las bombas de calor son aspectos propios de instaladores, sumamente probados y fiables, que no presentan en la actualidad más problemas que la de un proyecto de instalación industrial bien calculado y un control de obra riguroso, y que forma parte de la edificación. El corazón del sistema y el aspecto con más dificultades es el del intercambiador de la energía geotérmica del subsuelo. El coste de esta parte del sistema geotérmico es aprox. un 40% del total. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

INTERCAMBIADORES DE SISTEMAS GEOTÉRMICOS
Inicialmente, los dos sistemas geotérmicos mayorita-riamente utilizados dependen de si el terreno está saturado o no de agua: (abiertos o cerrados), es decir, si se utiliza fundamentalmente el agua subterránea porque la calidad y cantidad así lo permiten, o bien es el terreno la fuente o sumidero de calor. Los sistemas abiertos son más económicos para proyectos de media a gran escala, a partir de los 150 kWt, por su inversión notablemente inferior respecto a los sistemas cerrados. Los sistemas cerrados son propios de proyectos con menor demanda térmica o bien de aquellos en los que los caudales de agua subterránea que se pueden bombear no son suficientes. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. DEFINICION
En superficie se conectan las tuberías de polietileno de alta densidad en la superficie formando un ciclo cerrado, se llenan con agua y anticongelante, y su recirculación se realiza una bomba permite que se intercambie el calor desde o hacia el subsuelo. Existen dos tipos de configuraciones con funcionamientos térmicos diferentes: horizontales y verticales. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. TIPOS
Horizontales La energía térmica la proporciona la radiación solar, no el fluido o el calor geotérmico, y por tanto no puede cubrirse el suelo encima del colector. Son los más fáciles y más económicos. Una vivienda unifamiliar bien aislada térmicamente necesita una superficie de terreno 1,5 veces la superficie habitable a calentar. Se instalan 35 a 55 m de tubo por kWt de potencia Los tubos se entierran en terrenos casi llanos entre 0,5 y 1,5 m de profundidad separados unos 0,4 m con múltiples dispositivos geométricos. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Horizontales SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. TIPOS
En Guía Técnica de Sondeos Geotérmicos Superficiales. Serie Geoner, 2009 Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Horizontales SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. TIPOS
Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Verticales La energía térmica transmitida por cada metro de sonda depende de la conductividad térmica del terreno y de la presencia de agua subterránea. Son más caros que los sistemas horizontales pero ocupan mucho menos espacio, y el rendimiento térmico es más elevado al ser obtenido a mayores profundidades (40-60 W/m2 en los verticales frente a los W/m2 en los horizontales). Con una sonda geotérmica de m de profundidad es posible calentar una vivienda unifamiliar, sin calefacción de apoyo para los días más fríos de invierno y cubrir las necesidades de agua caliente sanitaria. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Verticales Conjunto de perforaciones entre 20 y 200 m de profundidad, con un diámetro de mm separadas unos 5-6 m, como mínimo, en las que se instalan centradas unas tuberías de polietileno en «U» hasta el fondo del sondeo, y que posteriormente se cementan inyectando de abajo a arriba una lechada de cemento con bentonita, agua y aditivos. Normalmente la temperatura del fluido entre la entrada y el retorno de las sondas debe ser la menor posible, entre 2 y 4ºC, y el caudal recirculado del fluido caloportador elevado. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Verticales SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. TIPOS
En «Diseño de sistemas cerrados de energía geotérmica de circuito cerrado» IDEA, 2012 Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Universidad de Ontario: Carga de refrigeración: Kw 370 sondeos de 200 m ( m) 105 días de perforación (jornadas completas) En «Energía Geotérmica y District Heating» (2009). I. Arrizabalaga. TELUR Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. DISEÑO
El parámetro más importante para el diseño de estos sistemas es la temperatura del terreno y la conductividad térmica que se calcula in situ mediante un ENSAYO DE RESPUESTA TERMICA. Requisitos Realización de una sonda geotérmica con una profundidad estimada inicialmente en función de un parámetro medio de conductividad térmica tabulado de un terreno que se prevé atravesar Conocimiento de la demanda de potencia térmica calculada para la edificación prevista. Fases y objetivos Ejecución continuada durante 72 horas con la correspondiente potencia de energía eléctrica necesaria. Una vez realizados los trabajos de campo : Tratamiento de los registros obtenidos y cálculo de los parámetros característicos del terreno: Conductividad térmica, difusividad térmica, temperatura base y resistividad térmica del sondeo. Tratamiento de las cargas de calefacción y refrigeración propuestas. Predimensionamiento de circuitos (características constructivas de las perforaciones y de la instalación de las sondas geotérmicas) y análisis de viabilidad de las diferentes alternativas. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

La alternativa al ensayo de respuesta térmica es emplear datos tabulados, sobre todo en los casos en los que a priori el número de sondas geotérmicas es menor de 10, en cuyo caso el ensayo representa una parte importante del coste del intercambiador. El problema de las tablas, como el de los ensayos de permeabilidad en sondeos geotécnicos, es que no tienen en cuenta la variabilidad espacial de las carácterísticas del terreno ni los efectos del flujo de agua subterránea, son una pura estimación. Centro comercial m2. Calefacción y refrigeración. ( m de perforación, 120 sondeos) Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS: DISPOSICION: Situación respecto al edificio, distancia entre sondeos, profundidad, diámetro de perforación. MAQUINARIA Y ELEMENTOS PARA LA PERFORACION: Técnica: Rotopercusión con martillo en cabeza o con martillo en fondo, con circulación directa de aire, agua y espumante; rotación con tricono o con corona de diamante y circulación directa de lodos. Entubación auxiliar SONDA GEOTERMICA: Tuberías: Maquinaria y técnica de colocación, composición, diámetro, presión, comprobaciones, pruebas Cementación: Maquinaria, técnica de inyección, composición de la lechada. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

SISTEMAS GEOTÉRMICOS ABIERTOS. DEFINICION
Uno o varios pozos, los de extracción y los de inyección, separados decenas o centenares de metros, ejecutados con técnicas hidrogeológicas usuales. En los de extracción se instala un equipo de bombeo que impulsa el agua con la temperatura natural del acuífero hasta la bomba de calor, y en los de inyección una tubería devuelve el agua al acuífero con un determinado salto térmico. En este caso, el agua subterránea es el fluido que intercambia el calor desde o hacia el subsuelo pasando por la bomba de calor. La potencia geotérmica de la bomba de calor depende del caudal de bombeo, del salto térmico y del calor específico del agua. Pt (kW) = 1.16 Q (m3/h )ΔT (ºK) Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

SISTEMAS GEOTÉRMICOS ABIERTOS. TIPOS
De RECIRCULACIÓN: El agua se mueve en una sola dirección, de los pozos de extracción a los de inyección, tanto para calefacción como para refrigeración. La extracción de calor para calefacción baja la temperatura del agua de inyección. La disipación de calor para poder refrigerar aumenta la temperatura del agua inyectada. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

En Guía Técnica de Sistemas Geotérmicos Abiertos. Serie Geoner, 2010 Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Sistema de almacenamiento subterráneo de Energía Térmica en acuíferos (ASET-A): el movimiento del agua es bidireccional, lo que exige ampliar la instalación en ambos pozos para poder invertir la dirección del flujo de agua de los pozos de extracción e inyección según la demanda de energía, y permite el almacenamiento estacional de frío o calor en el agua inyectada en el acuífero para su posterior extracción. M. Hendricks, Aspectos Tecnológicos e Hidrogeológicos de la Geotermia. AIH-GE. Barcelona Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Para su aplicación se deben de cumplir dos aspectos adicionales respecto a los sistemas de recirculación: Los parámetros del acuífero tienen que permitir el almacenamiento de energía. La demanda tiene que superar los 300 kWt, y su viabilidad económica aumenta cuando la carga es superior a los 500 kWt. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

La diferencia fundamental con el sistema abierto de recirculación es que cuando se cambia la dirección del flujo entre los pozos se aprovecha el calor o frío almacenado en el acuífero alrededor de los pozos. Agua más fría que la que existe naturalmente en el acuífero para refrigerar y más caliente para calefacción. Esto supone disponer de más salto térmico, y por tanto mayor potencia térmica. Incluso puede utilizarse la temperatura del agua del pozo frío de forma directa . Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Colocación de los pozos con criterios:
SISTEMAS GEOTÉRMICOS ABIERTOS. DISEÑO De la misma manera que para el diseño de un sistema geotérmico cerrado era necesario realizar un ensayo de respuesta térmica, para un sistema geotérmico abierto es necesario un ESTUDIO HIDROGEOLÓGICO de detalle con los siguientes objetivos: Colocación de los pozos con criterios: Hidrogeológicos: dirección de flujo, situación y distancia entre ellos dentro del espacio disponible, posibles afecciones de ó a otras explotaciones o sistemas geotérmicos, afección térmica e hidráulica entre los pozos del sistema. Constructivos: accesos a la finalización de las obras para poder efectuar su mantenimiento, situación de conducciones eléctricas , de pluviales, residuales, conducciones hasta la sala de climatización sin servidumbres, afecciones al sistema de cimentación de la edificación, distancias legales con otras explotaciones. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

SISTEMAS GEOTÉRMICOS ABIERTOS. DISEÑO
Estimación de la profundidad de los pozos, oscilación del nivel estático y nivel dinámico para los caudales demandados. Diseño constructivo del pozo (técnica y diámetros de perforación, entubación, engravillado, desarrollo, cementación, aforo y /o ensayo de bombeo, instalación para el achique del agua bombeada). Calidad química del agua (Temperatura, agresividad-incrustabilidad, contenido en oxigeno disuelto, potencial redox, contenido en metales y aniones y cationes fundamentales). Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS: CONSTRUCTIVOS MÉTODOS DE PERFORACION: Percusión con cable y tubería auxiliar. Rotopercusión con martillo en cabeza o con martillo en fondo, con circulación directa o inversa de aire, agua y espumante con racord cruzado o sin él. Rotación con tricono o con corona de diamante y circulación directa o inversa de lodos. ENTUBACION: Auxiliar. (diámetros y longitudes ) Definitiva (Distribución de tubería ciega y filtro). ENGRAVILLADO (Técnica de engravillado, material y granulometría) DESARROLLO (Técnica utilizada y parámetros de control) AFORO (Equipo de bombeo, bombeo escalonado, ecuación característica, pautas de explotación e instalación) Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Monitorización casi inexistente.
SISTEMAS GEOTÉRMICOS ABIERTOS. EL CASO PARTICULAR DE ZARAGOZA Más de 60 sistemas de climatización y 150 pozos incluidos los de extracción e inyección. Unos 50 MW de potencia instalada que obligan a bombear unos 20 Hm3/año. Es habitual una mayor o menor contaminación térmica por falta de estudio hidrogeológico de detalle previo en proyecto y de espacio. Deficiencias constructivas, a veces, importantes, sobre todo en los de inyección. Emplazamientos en sótanos sin acceso para la maquinaria de mantenimiento habitual. Monitorización casi inexistente. Instalación de los pozos insuficiente. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

SISTEMAS GEOTÉRMICOS ABIERTOS. EL CASO PARTICULAR DE ZARAGOZA

OTROS SISTEMAS GEOTÉRMICOS
Estos sistemas intercambian calor con el terreno, o con aguas superficiales y subterráneas, presentando ciertas particularidades. Generalmente son aprovechamientos complementarios de otros proyectos: Cimientos, pantallas, muros de contención o losas que además de sus funciones de sostenimiento incorporan un sistema similar al de los sistemas cerrados verticales. Drenaje de galerías de minas y túneles cuyas aguas tienen una temperatura estable a lo largo del año y son fácilmente accesibles. Aguas residuales urbanas. El intercambiador de calor se sitúa en las propias conducciones de aguas residuales. Se requiere, un diámetro mínimo de tubería de 800 mm, un trazado más o menos recto, un caudal mínimo de 15 l/s y una temperatura superior a los 10ªC. En otros casos se aprovechan las aguas residuales una vez depuradas. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Aguas superficiales. La climatización en el entorno de un rio, embalse, o lago, con la correspondiente autorización medioambiental, se puede utilizar de forma similar a un sistema cerrado horizontal. Requiere una buena extensión horizontal y una profundidad mínima de agua de 2-2,5 m. Pozos canadienses o provenzales. Son intercambiadores de calor aire-suelo. Son un sistema de tuberías con un diámetro mínimo de 150 mm, enterradas con una pendiente de 1,5-2 % a 1,5.2 m de profundidad separadas unos 0,8 m que intercambian calor o frio entre el terreno y el aire que forma parte del sistema de ventilación Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

En «Energía Geotérmica a poca profundidad» E. Mands y B. Sanner Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

En Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Marco regulador no específico
MARCO NORMATIVO Sistemas abiertos Marco regulador no específico Legislación básica aplicable: Ley de Aguas (RDL 1/2001, de 20 de julio, por el que se aprueba el Texto Refundido de La Ley de Aguas). Requiere concesión administrativa del aprovechamiento por la extracción del agua.“Otros usos industriales”. Climatización. Refrigeración. Requiere autorización administrativa de vertido (renovable cada 5 años) para la inyección del agua en el acuífero. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Sistemas abiertos. Aspectos ambientales
MARCO NORMATIVO Sistemas abiertos. Aspectos ambientales Considerados en la solicitud de informe no determinante de la Confederación Hidrográfica del Ebro al Gobierno de Aragón (INAGA) en el procedimiento de concesión “a fin de que pueda manifestar lo que estime oportuno en materias que son competencia de esa Comunidad Autónoma”. Considerados en la autorización de vertido (Confederación Hidrográfica del Ebro). En Zaragoza capital: Solicitud de analíticas de iones mayoritarios, conductividad, pH, sílice, Tª agua extracción e inyección Estudio de afección térmica Obligación de instrumentación de control: Medición en continuo de niveles, caudales, temperaturas. Remisión de datos a la CHE. Analíticas en determinados momentos. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Marco regulador no específico.
MARCO NORMATIVO Sistemas cerrados. Marco regulador no específico. Si se considera dentro de la Ley de Minas, al tratarse de “escasa” importancia solo estaría sometido a la autorización del proyecto de perforación por parte de la autoridad minera en aplicación de las normas de seguridad minera. Tramitación actual Aragón: Enmarcado en el proyecto constructivo de la edificación correspondiente, y por tanto contemplado en el Estudio de Seguridad y Salud, (similar a los sondeos geotécnicos). Responsable: Arquitecto. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Usos lúdicos: Balnearios, piscinas climatizadas.
APLICACIONES Usos lúdicos: Balnearios, piscinas climatizadas. Edificación. (Climatización y agua caliente sanitaria). Hospitales. Centros comerciales. Centros deportivos. Edificios corporativos de oficinas y administrativos. Bibliotecas, Colegios y Universidades, Residencias. Agricultura: Invernaderos, Acuicultura. Granjas. Procesos industriales con necesidades de frío y calor: textil, plásticos, papel, secado de frutas, vegetales, grano, pasteurización , etc Vialidad invernal. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Mínimos efectos sobre el medio ambiente.
VENTAJAS Mínimos efectos sobre el medio ambiente. Disminución muy importante de emisiones de CO2 Sin impacto visual, ni ruidos, ni ventilación en la sala de climatización, ni filtros. Sin problemas de legionella. Eliminación de grandes calderas. Residuos mínimos. Espacio ocupado por megawatio un 50 % menor que en un sistema convencional. Es la energía menos contaminante de las existentes (EPA) Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Periodo de retorno de la inversión: 4-8 años.
VENTAJAS Económicas Menor dependencia de la oscilación del mercado energético de los combustibles fósiles y de otros recursos no renovables. Costes de mantenimiento muy bajos, lo que hace que a pesar de la alta inversión inicial, el periodo de retorno de la inversión es corto. Ahorro del consumo de energía entre un 30-70% en modo calefacción y entre un 20-95% en modo refrigeración, por ahorro de la potencia contratada frente a sistemas tradicionales de calderas y climatizadores. Solo consumen energía eléctrica las bombas de recirculación, o las de bombeo y el compresor de la bomba de calor. Periodo de retorno de la inversión: 4-8 años. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Consideración de energía renovable por parte de la CEE.
VENTAJAS. OTROS ASPECTOS IMPORTANTES Enfoque hacia el ahorro energético y económico, y no a la producción de energía. Consideración de energía renovable por parte de la CEE. Es la tecnología de climatización más eficiente (EPA) Energía disponible todos los días del año de forma continua y estable. Accesibilidad en cualquier lugar, incluso fuera de los canales habituales de suministro energético. Tecnología muy desarrollada y fiable con un aumento continuado de aplicaciones. Compatibilidad total con cualquier otro tipo de energía instalada o que se vaya a instalar. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Limitación de temperatura.
INCONVENIENTES RESPECTO A OTRAS ENERGÍAS Limitación de temperatura. Desconocimiento por parte de los proyectistas e instaladores. Asociación con las grandes explotaciones geotérmicas de muy alta temperatura. Desconocimiento social. Mayor inversión inicial. Falta de formación de especialistas. Falta de normativa técnica. Empresas sin cualificación técnica suficiente. Conocimiento geológico e hidrogeológico general insuficiente. Aparentemente no contemplada en el Código Técnico de Edificación. Impacto térmico en el terreno. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

No hay un equipo multidisciplinar real en la elaboración del proyecto.
PROBLEMAS ASOCIADOS En fase de PROYECTO No hay un equipo multidisciplinar real en la elaboración del proyecto. No existe un estudio hidrogeológico, con todo lo que ello conlleva. No se aprovechan las perforaciones geotécnicas para aumentar el conocimiento hidrogeológico. No hay ningún sondeo que permita conocer la litología del acuífero en la zona. No existe en el proyecto el desarrollo constructivo de las perforaciones, aforos e instalación de los pozos, etc. Ausencia de descripción y valoración de las unidades de obra, normalmente fuera de los precios de mercado. No existe el emplazamiento de los pozos. Bombas que no caben en los sondeos o con funcionamientos hidráulicos inadecuados. Instalaciones y monitorización inexistentes Sin diseño de la unidad de control geotérmico dentro del sistema de gestión del edificio Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

En fase de CONSTRUCCIÓN
PROBLEMAS ASOCIADOS En fase de CONSTRUCCIÓN Deficiencias en la calidad constructiva de los pozos. Todos los sistemas con problemas son debidos a diseños constructivos erróneos. Escasez de empresas de perforación con normas de calidad altas. Falta de control en la ejecución de las obras de perforación por inexistencia del presupuesto necesario en proyecto para una dirección de obra que tiene que ir mucho más allá de lo que es habitual en edificación. Concepto erróneo de la Dirección de Obra. Por su grado de indefinición hay que considerarla una obra necesaria para la investigación, en la que hay que modificar su ejecución continuamente sus características y unidades en función de los resultados que se van obteniendo. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Falta de monitorización de las instalaciones.
PROBLEMAS ASOCIADOS En fase de EXPLOTACIÓN Falta de monitorización de las instalaciones. Instalaciones de bajo coste, deficientes, sin calidad, que hacen que se reduzca la eficiencia del sistema. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Afianzamiento y mejora de la confianza en el sistema
NECESIDADES Afianzamiento y mejora de la confianza en el sistema Mayor conocimiento social Información y formación técnica Importancia y valoración del diseño Marco legal claro y factible. Se debe de avanzar con unas pocas propuestas: sistema reversible, salto térmico según el estudio de afección térmica, monitorización, utilización del mismo acuífero para el retorno del agua, afección a otros usos prioritarios u otros usuarios, afección térmica-balance energético Planeamiento urbano de los sistemas de geotérmicos Estimulación y apoyo por parte de la administración. Debe garantizar la solvencia técnica y ambiental Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

Estudio del balance energético
A FUTURO Utilización de los sistemas abiertos para frio y calor de forma obligatoria Estudio del balance energético Aplicación del sistema bidireccional ASET-A Climatización de bloques de viviendas nuevas y antiguas Aplicación en procesos industriales. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

ENERGÍA GEOTÉRMICA DE MUY BAJA ENTALPÍA

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ENERGÍA GEOTÉRMICA DE MUY BAJA ENTALPÍA

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