Geotermia, o cómo aprovechar la energía que desprende la tierra

La energía geotérmica se presenta como una solución innovadora y eficiente para climatizar nuestras viviendas sin causar un impacto negativo en el medio ambiente pero, ¿por dónde empiezo, cuánto me puede costar, la puedo instalar en mi vivienda, resido en una geográfica adecuada, es realmente ventajosa…? Muchas preguntas que en este artículo intentaremos responder analizando sus ventajas, desventajas y las medidas que debería tomar si quieres instalar esta tecnología en tu nuevo hogar.

¿Cómo funciona la geotermia?

La geotermia aprovecha el calor y vapor de agua existente en el subsuelo terrestre para generar energía térmica. El proceso comienza perforando pozos geotérmicos que pueden alcanzar profundidades considerables o canalizando una red a profundidades medias aprovechando que la tierra mantiene una temperatura constante durante todo el año. El calor extraído se utiliza para calentar agua, climatizar la vivienda o para activar un ciclo termodinámico que produce electricidad. En la energía geotérmica, la captación se refiere al proceso de extracción de calor del subsuelo terrestre. Existen tres métodos principales, cada cual con características y aplicaciones específicas.

• Captación vertical. Implica la perforación de pozos geotérmicos en el suelo. Estos pozos son excavados verticalmente y pueden alcanzar profundidades considerables, a menudo superando los 100 metros. Se instalan tuberías dentro de los pozos, a través de las cuales circula un fluido (generalmente una mezcla de agua y un refrigerante, como glicol) que captura el calor del subsuelo. La captación vertical es ideal para espacios limitados en la superficie, como en viviendas urbanas o en propiedades con jardines pequeños. También es adecuada en áreas donde la temperatura del subsuelo es más constante a profundidades mayores, lo que puede aumentar la eficiencia del sistema.
• Captación horizontal. Requiere la instalación de bucles geotérmicos en el suelo, pero en lugar de excavar pozos profundos, se colocan tuberías enterradas horizontalmente a una profundidad más superficial, generalmente a 1 a 2 metros. Estas tuberías se extienden a lo largo de una amplia área en el terreno. La captación horizontal es adecuada para propiedades con suficiente espacio en la superficies extensas o grandes jardines grandes.
• Captación de circuito Abierto. Implica la extracción directa de agua subterránea del subsuelo, que luego se utiliza como fuente de calor o frío en el sistema geotérmico. Después de pasar a través de un intercambiador de calor, el agua subterránea se devuelve al subsuelo o se libera en una fuente de agua superficial. Este método es menos común que los anteriores y se utiliza en áreas donde el acceso al agua subterránea es factible. La captación de circuito abierto puede ser eficaz en propiedades cerca de fuentes de agua subterránea, como ríos o acuíferos.

 Planificación de una nueva vivienda con geotermia

Si planeas construir una nueva vivienda y deseas aprovechar la geotermia, debes plantarte un diseño integral desde el origen. Trabaja con un arquitecto o ingeniero especializado en energía sostenible para diseñar una vivienda que optimice la eficiencia energética y la instalación de un sistema geotérmico. Esto incluye la ubicación estratégica de los pozos geotérmicos o en du defecto, de bucles geotérmicos según las propiedades del suelo.

Un estudio geotérmico del terreno determinará la viabilidad de la instalación y la profundidad adecuada. Una vez que el proyecto es viable, hay que elegir bomba de calor geotérmica de alta eficiencia dimensionada a las necesidades de la vivienda y considerar también la posibilidad de combinarla con sistemas de calefacción por suelo radiante combinada con paneles solares para conseguir una instalación lo más compensada posible en términos energéticos. Asegúrate de obtener los permisos necesarios y cumplir con las regulaciones locales antes de comenzar la construcción.

Mejores zonas geográficas de España para la geotermia

Aunque la geotermia es viable en todo el país, la eficiencia y el rendimiento pueden variar dependiendo de las zonas geográficas, es por ello altamente recomendable realizar un estudio geotérmico específico y previo para determinar la viabilidad en tu ubicación exacta ya que, también, dependerá de la estructura del subsuelo pudiendo encarecerse su instalación debido a la complejidad para profundizar.

En España, las zonas geográficas más adecuadas para la instalación de sistemas geotérmicos se encuentran principalmente en la mitad norte del país y en las Islas Canarias. Estas regiones tienen temperaturas subterráneas más altas y son más propicias para la extracción de calor geotérmico. En regiones como el País Vasco, Navarra, La Rioja y Cantabria, la geotermia es especialmente efectiva debido a las temperaturas más cálidas del subsuelo. Gracias a su origen volcánico, las Islas Canarias son ideales. Aquí, la energía geotérmica se ha utilizado en hoteles y complejos turísticos.

¿En qué tipo de vivienda podrías instalar geotermia?

La geotermia es mucho más versátil de lo que la gente se piensa, pero también tiene necesidades específicas que dependerán de las situaciones particulares, el tipo de vivienda. La manera más eficiente de instala geotermia es planificarla con especialistas desde el primer momento de proyectar una obra nueva, sea una vivienda unifamiliar o bloque de pisos, ya que resulta mucho más fácil y eficiente a la hora realizar sondeos para analizar el terreno o distribuir la vivienda para obtener el mejor rendimiento de esta fuente de energía procedente de la corteza terrestre. Las viviendas unifamiliares son ideales para la instalación de sistemas geotérmicos, ya que ofrecen espacio para la excavación de pozos o instalación de bucles geotérmicos en el suelo. Sobre una vivienda construida, aún puedes aprovechar la geotermia. Los sistemas pueden adaptarse a propiedades existentes a través de la instalación de bucles horizontales en el jardín o bucles verticales en pozos.

Aunque la geotermia es más común en viviendas unifamiliares, también es factible en edificios de múltiples unidades. Sin embargo, las limitaciones geográficas y de espacio pueden limitar la instalación en edificios existentes. En estos casos, puede resultar más ventajoso contar con energías limpias alternativas, como la aerotermia o instalación de placas solares en la cubierta del edificio que alivien el gasto energético comunitario.

“La energía geotérmica puede alimentar sistemas de calefacción por suelo radiante, radiadores, aire acondicionado, calentadores de agua y otros dispositivos que requieran calor o frío”

La geotermia requiere de un dispositivo central clave: una bomba de calor. Su función principal es transferir el calor desde el subsuelo hacia la vivienda durante el invierno (para calefacción) y desde la vivienda hacia el subsuelo durante el verano (para refrigeración). También puede utilizarse para calentar agua para uso doméstico. Su tamaño puede variar según la capacidad de calefacción y refrigeración necesaria para la vivienda. Por lo general, estas bombas son de dimensiones comparables a una caldera de gasoil y pueden tener un peso de 100 o más kilos.

La cantidad de bombas de calor geotérmicas requeridas para una vivienda depende de varios factores, como los metros cuadrados, su nivel de aislamiento y la demanda de calefacción y refrigeración requerida. Por norma general, una única bomba de calor geotérmica bien dimensionada y eficiente suele ser suficiente para una vivienda unifamiliar de tamaño promedio, pudiendo añadir unidades adicionales si se requieren necesidades suplementarias.

La potencia de una bomba de calor geotérmica —se mide en KW— y su consumo medio pueden variar significativamente según varios factores, como el tamaño de la vivienda, las condiciones climáticas locales, el diseño del sistema y la eficiencia de la unidad. Se mide en kilovatios (kW) y varía según el modelo y la capacidad de la unidad. Para determinar la potencia adecuada de una bomba de calor geotérmica, se realiza un cálculo de carga térmica que tiene en cuenta factores como la temperatura y vapor extraído del subsuelo, el tamaño de la vivienda, el nivel de aislamiento, las pérdidas de calor y las ganancias de calor, entre otros. Esta evaluación garantiza que la bomba de calor tenga la capacidad adecuada para mantener la vivienda cómoda en todas las estaciones.

Las bombas de calor geotérmicas suelen ser altamente eficientes y pueden tener coeficiente de rendimiento o COP que oscilan entre 3 y 4 o incluso más en algunas unidades de alta eficiencia. Esto significa que por cada kW de electricidad que consumen, pueden proporcionar 3 a 4 kW de calor. Sin embargo, es importante señalar que el COP varía según las condiciones climáticas y la temperatura del subsuelo.

¿Qué es más caro, geotermia o aerotermia?

Comparada con la aerotermia, la geotermia tiende a tener un costo inicial más alto debido a la necesidad de perforar pozos profundos. Sin embargo, la geotermia a menudo resulta más eficiente y rentable a largo plazo, lo que compensa la inversión inicial. La ventaja de la aerotermia es que facilita su instalación en viviendas ya construidas e incluso la instalación individual en bloques de pisos.

Combinando geotermia con energía solar

Una estrategia inteligente para maximizar el ahorro y la sostenibilidad es combinar la geotermia con la energía solar fotovoltaica. La energía geotérmica proporciona calefacción, refrigeración y agua caliente de manera eficiente durante todo el año, mientras que la energía solar genera electricidad adicional e incluso alimentaría la bomba de calor. Existe la posibilidad de intercambiar excedentes de energía con la red eléctrica, lo que además, podría generar ingresos que compensen el desembolso inicial.

Desventajas y conclusión

Eficiencia energética, sostenibilidad ambiental, bajo mantenimiento, funcionamiento altamente silencioso, independencia energética. Sí, abundantes ventajas a priori aunque no todo es tan fácil. El coste inicial es elevada, para instalaciones a gran escala el impacto en el paisaje puede ser crítico, son necesarios permisos y regulaciones, es más adecuada para viviendas unifamiliares y más limitada para bloques de edificios.  Y no, no es infinita ya que una posible sobreexplotación de los recursos geotérmicos podría agotar el calor almacenado en el subsuelo en ciertas áreas aunque sus ventajas a largo plazo y su contribución a la sostenibilidad ambiental la convierten en una opción atractiva para aquellos que buscan reducir su huella de carbono y disfrutar de un hogar más eficiente energéticamente.