Sistemas de intercambio geotérmico

Los sistemas de intercambio geotérmico permiten la captación del calor del suelo, y por tanto, su correcto diseño y dimensionamiento incide sobre el rendimiento total de la instalación geotérmica.

Los sistemas de captación geotérmica, y por ende los sistemas geotérmicos con bomba de calor, se suelen clasificar en dos grandes grupos, los sistemas de captación en circuito abierto y los de circuito cerrado.

Dependiendo de la forma en la que se acceda al recurso geotérmico, existen diferentes tecnologías de captación del mismo:

1) Sistemas abiertos: el agua subterránea es tanto la fuente como el portador de calor. Para su aprovechamiento es necesario realizar sondeos, generalmente dos, uno para extraer el agua del acuífero y otro para reinyectarla y evitar que este se agote.

El agua se extrae del sondeo mediante bombas y se conduce a la bomba de calor, donde se extrae su energía. Posteriormente se reinyecta en el acuífero de donde se extrajo o se vierte a un cauce.

Estos sistemas también pueden utilizar aguas superficiales como fuente de calor.

2) Sistemas cerrados: utilizan intercambiadores enterrados, tubos por los que circula un fluido termoportador que transfiere la energía del subsuelo a la bomba de calor o viceversa.

Hay dos tipos de intercambiadores, horizontales o verticales, en función de su colocación en el terreno.

• Los intercambiadores horizontales son los de más fácil instalación, ya que las tuberías se disponen retirando la capa superficial de terreno y cubriéndolas con este. Sin embargo, tienen el inconveniente de una gran ocupación del terreno con limitación de su uso. Para solucionar estos problemas de espacio se han desarrollado otros sistemas como los colectores slinky, en espiral o en zanja.

• Los intercambiadores verticales entrañan mayor complejidad de instalación, debido a que es necesario perforar los sondeos en los que se colocan los intercambiadores geotérmicos. Los sondeos suelen tener profundidades de entre 80 y 200 m. y ser de diámetros comprendidos entre los 10 y 15 cm.

Los tubos que forman el intercambiador son de materiales plásticos como el polietileno o el polipropileno. Una vez introducido el intercambiador se rellena el sondeo, con el fin de mantener el contacto con el terreno y la capacidad de transmisión de calor.

La selección del material de relleno deberá tener en cuenta si es necesario sellar los posibles acuíferos atravesados o permitir el flujo de las aguas freáticas.

Además de los sistemas descritos existen sistemas de captación que aprovechan los propios elementos constructivos de los edificios, incorporando los intercambiadores en los muros pantalla o en los pilotes de la cimentación.