En la lucha por la eficiencia energética, la tecnología nos permite aprovechar fuentes de energía como el sol, el viento o el agua para iluminar, mover, y calentar o enfriar nuestros hogares. El siguiente paso podría ser mirar hacia abajo, debajo de nuestros pies, a unos metros del suelo, donde la temperatura es cálida y constante en todo momento. Nuevamente, se trata de aprovechar la energía que nos rodea. La mayor parte del calor que nos llega del sol es absorbido por la corteza terrestre y permanece bajo tierra. Gracias a las bombas de calor geotérmicas, podemos aprovechar el calor del subsuelo para calentar o enfriar nuestro hogar.
En este artículo vamos a explicarte qué son las bombas de calor geotérmicas, sus características, funcionamiento, eficiencia y mucho más.
Qué son las bombas de calor geotérmicas
Una bomba de calor geotérmica es un sistema de calefacción y refrigeración que aprovecha la energía térmica almacenada en la Tierra para regular la temperatura en un edificio o una vivienda. A diferencia de los sistemas tradicionales que queman combustibles fósiles o utilizan electricidad para generar calor o frío, las bombas de calor geotérmicas son más eficientes y amigables con el medio ambiente.
Estas bombas aprovechan el hecho de que, a unos metros bajo tierra, la temperatura se mantiene constante durante todo el año, independientemente de las condiciones meteorológicas externas. Esto hace que las bombas de calor geotérmicas puedan proporcionar tanto calefacción en invierno como refrigeración en verano de manera eficiente y sostenible.
Cómo funcionan las bombas de calor geotérmicas
El funcionamiento de una bomba de calor geotérmica se basa en el ciclo termodinámico y comparte tecnología con otros tipos de bombas de calor, como las que se utilizan en equipos de aire acondicionado convencionales. Sin embargo, en lugar de extraer calor del aire, las bombas de calor geotérmicas lo extraen del subsuelo. Para ello, utilizan un circuito cerrado de tuberías enterradas que intercambian calor con la tierra.
El sistema puede operar de dos maneras principales:
- En modo de calefacción: La bomba extrae el calor del suelo y lo transfiere al sistema de calefacción de la vivienda.
- En modo de refrigeración: Durante el verano, el proceso se invierte, y el calor es extraído del interior de la vivienda y cedido al suelo.
El ciclo se compone de los siguientes elementos fundamentales:
- Compresor: Es el encargado de aumentar la presión del fluido caloportador, calentándolo para generar la temperatura deseada dentro de la vivienda.
- Evaporador: Dispositivo que reduce la presión del fluido, disminuyendo su temperatura para que pueda captar el calor del suelo.
- Condensador: Donde el calor se transfiere al sistema de calefacción o refrigeración del hogar.
- Válvula de expansión: La válvula que regula el flujo del fluido refrigerante, permitiendo que el ciclo continúe.
Este proceso cíclico de evaporación y condensación es el que permite que el sistema funcione tanto para la calefacción como para la refrigeración, ajustándose a las necesidades de la vivienda en cada estación del año.
Instalaciones con bombas geotérmicas
Existen varios tipos de instalaciones geotérmicas según la disposición de los colectores que intercambian calor con el suelo. Debemos tener en cuenta factores como la disponibilidad de espacio y las características del terreno para seleccionar el tipo más adecuado. Las configuraciones más comunes son:
Captación geotérmica horizontal
Este tipo de instalación se caracteriza por un tendido horizontal de las tuberías a lo largo de una parcela. Las tuberías suelen colocarse a una profundidad de entre 1 y 2 metros.
Es el formato más económico y sencillo de instalar, pero requiere una gran cantidad de espacio. Por ello, es más frecuente en viviendas unifamiliares que cuentan con terrenos amplios. En parcelas pequeñas, esta opción no siempre es viable.
Captación geotérmica vertical
En zonas donde no se dispone de suficiente espacio para una instalación horizontal, se opta por la captación vertical. En este caso, se perforan pozos profundos, de entre 50 y 150 metros, donde se instalan las sondas geotérmicas.
Aunque requiere más inversión inicial debido a la maquinaria especializada para la perforación, esta opción suele ser más eficiente, ya que a mayor profundidad, el terreno mantiene una temperatura más constante y elevada.
Captación en agua (lagos o ríos)
Si se tiene acceso a un lago, río o depósito de agua cercano, también es posible instalar los colectores geotérmicos en estos cuerpos de agua. A través de esta técnica, el sistema intercambia calor con el agua, lo que puede ser muy eficiente debido a la capacidad térmica del agua.
No obstante, la principal desventaja de este sistema es que no siempre está disponible, ya que depende de la proximidad a una fuente de agua adecuada.
Ventajas y desventajas de las bombas de calor geotérmicas
Ventajas
- Eficiencia energética: Las bombas de calor geotérmicas son altamente eficientes, con ratios de rendimiento (COP) que pueden llegar a 4 o 5. Esto significa que por cada kWh de electricidad consumido, generan entre 4 y 5 kWh de energía térmica.
- Sostenibilidad: Este sistema utiliza una fuente de energía renovable y disponible durante todo el año, lo que contribuye a la reducción de emisiones de CO2 y del uso de combustibles fósiles.
- Versatilidad: Las bombas de calor geotérmicas no solo sirven para calefacción, sino también para refrigeración y para la producción de agua caliente sanitaria (ACS).
- Durabilidad: Los sistemas geotérmicos son conocidos por su longevidad, pudiendo superar fácilmente los 20 a 30 años de vida útil.
- Inversión a largo plazo: Aunque la inversión inicial puede ser alta, los costes operativos y de mantenimiento son bajos, por lo que se amortizan en un periodo razonable.
Desventajas
- Coste inicial elevado: La inversión inicial puede ser considerable, especialmente en sistemas con captación vertical. No obstante, se suele amortizar en menos de 10 años gracias al ahorro energético.
- Requiere espacio: Este tipo de instalación puede requerir espacio considerable para los sistemas de captación horizontal.
- Estudio geotécnico: Dependiendo de las características del terreno, es necesario realizar estudios previos que pueden incrementar los costes.
- Tiempo de amortización: Aunque las bombas de calor geotérmicas son muy eficientes, en algunos casos pueden tardar hasta 7-10 años en amortizarse.
En cualquier caso, las bombas de calor geotérmicas son una excelente inversión a largo plazo, tanto desde el punto de vista económico como ecológico. Gracias a su alto rendimiento y bajo consumo energético, cada vez más personas están optando por este sistema para sus viviendas.