¿Qué es la geotermia y qué posibilidades de uso hay en España?

Las bombas de calor geotérmicas son los equipos que permiten aprovechar la energía extraída del terreno para llevarla a nuestras casas o empresas. En verano extrae el calor del interior y lo expulsa hacia los pozos geotérmicos para refrescar, mientras que en invierno utiliza el calor extraído de los pozos geotérmicos para calentar el interior. Un método muy eficiente y renovable el cuál analizamos en las siguientes líneas.

Qué es la geotermia

El término «geotermia» proviene de la combinación de los términos griegos «geo» y «thermos».

Mientras que el primero significa tierra, el segundo hace referencia a calor, siendo la forma en la que la energía se genera y se almacena en el interior del planeta.

Pero, ¿qué hace que esta energía sea tan interesante y cómo podemos aprovecharla? Eso es lo que analizamos en este artículo.

Como te adelantaba más arriba, la geotermia es, en esencia, calor almacenado bajo la superficie terrestre.

Un calor que tiene su origen en la radioactividad natural de materiales presentes en el manto terrestre y, en lugares clave, también se genera como el calor residual de la formación de nuestro planeta.

La geotermia es, esencialmente, el calor almacenado debajo de la superficie terrestre. 

Al ser una fuente de energía proveniente del interior de la Tierra, es prácticamente inagotable a escala humana, pudiendo ser capturada de dos maneras diferentes:

• Geotermia de baja temperatura: Se utiliza para calefacción directa o para calentar agua en balnearios. Por ejemplo, en alguna vivienda unifamiliar, se emplean bombas de calor geotérmicas para aprovechar la temperatura constante del subsuelo y calentar o enfriar espacios.

• Geotermia de alta temperatura: Esta se encuentra a mayor profundidad y se utiliza principalmente para la generación de electricidad. A través de plantas geotérmicas, se aprovecha el vapor proveniente de estos yacimientos para mover turbinas y generar energía eléctrica.

Todo ello la convierte en una fuente de energía limpia y sostenible, que no emite gases de efecto invernadero. Aprenderás cómo la energía geotérmica aprovecha esta temperatura.

Además, al ser una fuente de energía continua, no depende de factores como la luz del sol o el viento, lo que la hace más fiable en comparación con otras fuentes renovables.

Cómo funciona la geotermia

Aunque es una de las fuentes de energía renovable menos conocidas, su potencial, en el que influyen las condiciones meteorológicas, es inmenso y su funcionamiento fascinante. 

El Origen del Calor

Antes de entender cómo funciona, es vital saber de dónde proviene este calor. 

El núcleo de la Tierra está extremadamente caliente, gracias a la descomposición radioactiva y al calor retenido desde la formación de nuestro planeta. 

Esta temperatura va disminuyendo a medida que nos acercamos a la corteza terrestre, pero en algunas zonas, el calor es suficientemente cercano a la superficie como para ser aprovechado.

Lo que nos permite que, a pesar de que todavía no podemos descender demasiado, sí que tenemos la posibilidad de aprovechar este calor residual en nuestro beneficio.

Las Reservas Geotérmicas

Por desgracia, no en todos los lugares del mundo se puede aprovechar la geotermia por igual.

Existe lo que se conoce como reservas geotérmicas.

Esto son, zonas donde el calor terrestre está más cerca de la superficie debido a fenómenos geológicos, como pueden ser los volcanes o las placas tectónicas.

En estos puntos, el agua subterránea puede calentarse y formar reservorios de vapor o agua caliente.

Y eso es lo que aprovechamos para generar energía.

Captura y Conversión

El proceso para transformar este calor en energía varía según la temperatura y la naturaleza de la reserva:

• Plantas de Vapor Seco: Son las más antiguas y directas. Extraen vapor directamente de la Tierra y lo utilizan para mover las turbinas que generan electricidad.
• Plantas de Vapor Flash: Aquí, el agua a alta temperatura se convierte en vapor al disminuir su presión. Luego, este vapor se utiliza para girar una turbina.
• Plantas de Ciclo Binario: Son las más comunes actualmente. El agua geotérmica caliente se utiliza para calentar un líquido secundario con un punto de ebullición más bajo que el agua. Cuando este líquido se vaporiza, su vapor mueve las turbinas.
• Calefacción Directa: En zonas donde el calor no es suficientemente intenso para producir electricidad, se puede usar directamente para calentar edificios, invernaderos, piscinas y más.

Enfriamiento y Recirculación

Tras pasar por la planta, el líquido se enfría y se reinyecta en el subsuelo. 

Esto permite mantener la presión y la temperatura del reservorio geotérmico, haciendo el proceso sostenible en el tiempo.

Tipos de instalación de la geotermia

La geotermia, al ser una fuente de diferentes tipos de energía geotérmica que aprovechan el calor almacenado en el subsuelo, ofrece diferentes formas de captación dependiendo de las características del lugar y las necesidades del proyecto. 

A continuación trataremos de explicarlo de manera sencilla para que tomar una decisión sea algo fácil.

Instalación geotérmica vertical cerrada

Una de las formas más eficientes de captar la energía geotérmica es mediante la perforación vertical. 

En este tipo de sistema, se realizan una o varias perforaciones de hasta 200 metros de profundidad (o incluso más) en el terreno. 

Dentro de estas perforaciones, se introducen tuberías en forma de U por las que circula un fluido refrigerante. 

Gracias a la temperatura estable del subsuelo, se aprovecha la temperatura constante y este fluido se calienta o enfría según la necesidad, para posteriormente ser llevado a una bomba de calor que extrae o cede esa energía. 

Su principal ventaja es la eficiencia en espacios reducidos, ya que se aprovecha la profundidad del terreno.

Con un espacio pequeño, puedes generar una gran cantidad de energía limpia y eficiente a nivel económico.

Instalación de geotermia horizontal cerrada:

La opción horizontal se adapta mejor a lugares con mayor extensión de terreno disponible. 

En este caso, se instalan tuberías a una profundidad que varía entre 1 y 2 metros, distribuidas de forma horizontal. 

El fluido refrigerante circula por estas tuberías, captando la energía calorífica del terreno de manera similar al sistema vertical. 

Aunque requiere de un área más extensa, suele ser menos costosa en términos de perforación en comparación con la instalación vertical.

Más allá de ello, lo realmente importante es que se adapta a las necesidades de cada caso concreto.

Geotermia de captación abierta

Esta modalidad es especialmente adecuada para lugares con abundantes fuentes de agua subterránea. 

En lugar de utilizar un circuito cerrado con un fluido refrigerante, el sistema de captación abierta extrae directamente el agua de acuíferos o lagos subterráneos. 

Una vez extraída, esta agua se pasa por una bomba de calor que aprovecha su temperatura para calentar o enfriar. 

Después de este proceso, el agua es retornada al subsuelo o a otro punto, garantizando un impacto mínimo en el ecosistema subterráneo. 

Es esencial, al optar por este sistema, contar con estudios hidrológicos adecuados para garantizar la sostenibilidad del recurso.

Como ves, la mayoría de los procesos tienen una serie de puntos en común y determinadas decisiones para mejorar la eficiencia de la energía.

Mantenimiento de la energía geotérmica: ¿Por qué y cómo hacerlo?

Aunque los diferentes tipos de instalaciones geotérmicas son conocidas por su longevidad y fiabilidad, no están exentas de la necesidad de un mantenimiento periódico para garantizar su correcto funcionamiento, eficiencia y maximizar su larga vida útil. 

¿Por qué es importante el mantenimiento?

Maximizar la eficiencia: Como cualquier sistema, con el tiempo, las instalaciones geotérmicas pueden enfrentar obstrucciones o desgastes que reduzcan su eficiencia. Un mantenimiento adecuado asegura que el sistema funcione a su máxima capacidad.

Prolongar la vida útil: Un sistema bien cuidado durará más. Las bombas de calor geotérmicas, por ejemplo, pueden durar más de 20 años con el cuidado adecuado, y las tuberías subterráneas incluso más.

Prevenir problemas mayores: Una revisión regular puede identificar y solucionar problemas menores antes de que se conviertan en fallos importantes que requieran reparaciones costosas.

Seguridad: Aunque las instalaciones geotérmicas son generalmente seguras, el mantenimiento ayuda a evitar problemas que podrían comprometer la seguridad del equipo o de las personas.

¿Qué aspectos se deben considerar en el mantenimiento?

Inspección del circuito de fluido: Es esencial verificar que no haya fugas en el circuito, tanto en sistemas cerrados como abiertos, y asegurarse de que el fluido está en buenas condiciones. En sistemas cerrados, el fluido anticongelante puede necesitar ser reemplazado o rellenado.

Limpieza y revisión de la bomba de calor: Las bombas de calor deben ser inspeccionadas y limpiadas para asegurar que funcionen correctamente. Esto incluye la verificación de componentes eléctricos, conexiones y el intercambiador de calor.

Control del flujo y presión: Es vital monitorizar el flujo y la presión del fluido para garantizar que el sistema esté trabajando en parámetros óptimos.

Verificación de las válvulas y termostatos: Estos componentes deben ser revisados para asegurar su correcto funcionamiento y calibración.

En sistemas de captación abierta: Es crucial monitorear la calidad del agua subterránea para evitar la acumulación de sedimentos o minerales que puedan obstruir el sistema.

Inspección visual: Se deben revisar las tuberías, conexiones, y otros componentes visibles en busca de signos de desgaste o daño.

Energía geotérmica: Ventajas y desventajas de su uso

Pero si estás leyendo este artículo, es probablemente porque te estés preguntando si optar o no por este tipo de energía.

Así que ahora nos encantaría contarte cuáles son las grandes ventajas que supone (y también los puntos negativos)

Ahorro energético:

Una instalación geotérmica es eficiente y puede generar un ahorro energético significativo en comparación con otros sistemas de refrigeración, calefacción y agua caliente.

La eficiencia energética es máxima cuando se combina con suelo radiante. Es una apuesta contra el cambio climático.

• Consistencia: La geotermia provee una fuente de calor constante, ya que las temperaturas subterráneas permanecen estables durante todo el año, independientemente de las condiciones climáticas en la superficie.

• COP Alto: El Coeficiente de Rendimiento (COP) de los sistemas geotérmicos es notablemente alto, produciendo más energía de la que consumen.

• Optimización: Diseñando e instalando el sistema geotérmico correctamente, se optimiza el rendimiento, maximizando el ahorro en términos de consumo energético y costos.

Bajo coste de mantenimiento:

Las instalaciones geotérmicas se destacan por su notable durabilidad y confiabilidad, factores que directamente contribuyen a un bajo coste de mantenimiento. 

La vida útil de una bomba de calor geotérmica puede oscilar entre los 20 y 25 años, mientras que la infraestructura subterránea, también conocida como bucle geotérmico, tiene la capacidad de prestar servicio por más de 50 años. 

La robustez y la longevidad de estos sistemas se ven respaldadas por el hecho de que poseen pocas partes móviles, lo que se traduce en menor desgaste y, en consecuencia, menores necesidades de reparación a lo largo de su vida operativa.

Por otra parte, un aspecto crucial que respalda el bajo mantenimiento de los sistemas geotérmicos es la ubicación subterránea de la mayoría de sus componentes. 

Esta característica los resguarda de las inclemencias del tiempo y de las variaciones climáticas extremas, minimizando el desgaste relacionado con las condiciones meteorológicas. 

Además, esta protección ambiental no solo favorece la durabilidad del sistema, sino que también asegura una operación suave y eficiente durante todo el año, sin verse afectada por las estaciones.

Desde la perspectiva del usuario, los sistemas geotérmicos ofrecen una operación notablemente silenciosa y libre de vibraciones molestas, aspectos que no solo proporcionan un entorno cómodo y tranquilo sino que también indican que los componentes del sistema experimentan un estrés mecánico reducido. 

Este funcionamiento suave, inherente a la geotermia, asegura que los componentes internos, como las bombas y los intercambiadores de calor, mantengan su integridad estructural a lo largo del tiempo, requiriendo intervenciones de mantenimiento esporádicas y básicas.

Finalmente, aunque la inversión inicial en un sistema geotérmico puede ser superior a la de otros sistemas HVAC, los ahorros derivados de su eficiencia energética y sus bajos costos de mantenimiento resultan en un periodo de amortización atractivo. 

El precio de la instalación es alto, pero a la larga, es mucho más barato debido a lo que ahorrarás en las facturas de la calefacción. España es el país de la Unión Europea que más gasta en luz y gas, por ello, esta alternativa de climatización reducirá el costo de este servicio, lo que afectará favorablemente al bolsillo de los españoles.

De hecho, el ahorro adquiere más importancia ahora, debido a que, por la pandemia, muchos han perdido su empleo o han visto reducidas sus horas de trabajo, influyendo negativamente en los recursos monetarios que entran en el hogar. Así que, ¿qué mejor que escoger un sistema de alta eficiencia para cubrir una de tus necesidades básicas?

Con un consumo energético significativamente menor que sus contrapartes convencionales y con costos de operación y mantenimiento reducidos, la geotermia se establece como una opción financieramente viable y ambientalmente responsable a largo plazo.

Posibilidades de instalación en España

En España, la instalación de las bombas de calor geotérmicas está siendo lenta y gradual. Cada vez tiene más adeptos, pero es cierto que todavía estamos a la cola de Europa. Aun así, tanto el gobierno español, como las comunidades autónomas, han publicado en los últimos años leyes con medidas para impulsar las energías renovables como la geotermia. Como ejemplo, está el Real Decreto-ley  de junio de 2020, aprobado por el Consejo de Ministros, a propuesta del Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO) para impulsar el uso de energías ecológicas y favorecer la reactivación económica en el contexto de la pandemia del COVID-19.

Además, existen ayudas de inversión en energías renovables del Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía (IDAE) del MITECO, que han sido cofinanciadas con Fondos de la Unión Europea. También existen subvenciones de algunas comunidades autónomas que impulsan la instalación de sistemas que hagan uso de energías renovables como la geotérmica.

Vida útil larga:

Con el adecuado aprovechamiento energético y mantenimiento, la energía geotérmica tiene una vida útil extensa, superior a muchos otros sistemas de climatización de viviendas.

Frío y calor con un solo consumo:

Un único sistema geotérmico puede proporcionar tanto como sistema calefacción como aire acondicionado, optimizando el consumo energético y reduciendo las emisiones de CO2.

Frío pasivo:

Aprovecha la temperatura del subsuelo para proporcionar un enfriamiento sin necesidad de energía adicional.

No necesita el uso de paneles solares:

Mientras que diversas formas de energía renovable, como la solar, dependen de condiciones climáticas específicas para ser eficientes, la geotermia opera de manera notablemente autónoma, sacando provecho de la estabilidad térmica inherente al subsuelo terrestre. 

Esta singularidad permite a los sistemas geotérmicos no depender de la instalación de paneles solares para su funcionamiento, lo que constituye un rasgo distintivo y una ventaja en comparación con otras fuentes renovables.

La temperatura del subsuelo, a cierta profundidad, permanece relativamente constante durante todo el año, independientemente de las condiciones meteorológicas de la superficie. 

Por lo tanto, a diferencia de los sistemas que utilizan energía solar fotovoltaica, la geotermia no está sujeta a la variabilidad de las estaciones ni a la intermitencia del sol. 

Esta característica convierte a la energía geotérmica en una solución energética constante y confiable, que puede generar calor y frío de manera continua y estable.

Adicionalmente, esta independencia respecto a los paneles solares significa que la geotermia puede ser una opción especialmente viable en lugares donde el espacio para instalar paneles solares es limitado o donde las condiciones solares no son óptimas. 

De igual manera, este sistema puede ser una solución energética relevante en regiones donde la densidad de construcción es alta o en entornos naturales donde la instalación de paneles solares podría afectar la estética del paisaje o interferir con la flora y fauna locales.

En cuanto a la implementación en diversas locaciones, la geotermia se erige como una alternativa versátil, ofreciendo una fuente de energía renovable que no compite por el espacio aéreo ni depende de la luz solar. 

Por lo tanto, es una alternativa viable en lugares donde otras fuentes renovables podrían no ser tan efectivas o aplicables, asegurando así una opción más universal y accesible para la obtención de energía limpia y sostenible.

Reduce la contaminación acústica:

A diferencia de otros sistemas que pueden generar ruido, como las unidades de aire acondicionado externas, la geotermia es notablemente silenciosa. Esto contribuye a un entorno más tranquilo, especialmente en áreas residenciales.

Energía perpetua e inagotable:

La geotermia es una energía renovable que elimina la dependencia de combustibles fósiles. 

Mientras el planeta exista, tendremos acceso al calor del subsuelo, lo que convierte a la geotermia en una fuente energética inagotable.

Subvenciones, bonificaciones y deducciones disponibles:

En España, el impulso hacia las energías renovables ha generado una serie de incentivos gubernamentales para quienes optan por la geotermia. 

Estos pueden incluir subvenciones, deducciones fiscales y bonificaciones, lo que mejora el periodo de amortización y el retorno de inversión.

Combinación con fotovoltaica:

La geotermia, siendo una fuente de energía efectiva y consistente por sí misma, puede, cuando se combina con la energía solar fotovoltaica, formar un tandem energético verdaderamente potente y sostenible. 

Esta combinación aprovecha lo mejor de ambos mundos: la constancia de la geotermia y la capacidad de los sistemas fotovoltaicos para generar electricidad de una manera ecológica y renovable.

La energía geotérmica garantiza una fuente constante para calefacción y refrigeración, utilizando la temperatura estable del subsuelo para proporcionar soluciones de clima durante todo el año.

Por otro lado, la energía solar fotovoltaica convierte la luz solar directa en electricidad, lo que puede ser particularmente útil para cubrir las demandas eléctricas del hogar o edificio. 

Juntas, estas dos fuentes de energía renovable pueden crear un sistema integral que abastezca una amplia gama de necesidades energéticas de una propiedad, desde la climatización hasta el suministro eléctrico general.

Cuando se implementan en conjunto, la geotermia y la fotovoltaica pueden alimentarse mutuamente para optimizar el ahorro y la eficiencia energética. 

La electricidad generada a través de los paneles solares puede ser utilizada para alimentar las bombas de calor geotérmicas, creando un ciclo de energía cerrado y sostenible que minimiza la dependencia de la red eléctrica convencional y reduce las emisiones de carbono.

Es necesario disponer de un terreno para la captación:

Uno de los principales desafíos de la geotermia es la necesidad de un terreno adecuado para la captación, ya sea para instalaciones horizontales o pozos verticales. 

Esto puede limitar su aplicación en ciertas áreas urbanas o viviendas sin acceso a un espacio subterráneo adecuado.

La instalación de esta energía geotérmica resulta más costosa que las convencionales:

La adopción de sistemas de energía geotérmica, a pesar de su eficacia y amigabilidad medioambiental, viene acompañada por una inversión inicial que puede ser perceptiblemente más elevada en comparación con sistemas de energía más tradicionales o convencionales, como los basados en gas natural o electricidad.

Esta inversión inicial se dirige, en gran medida, a la instalación del bucle geotérmico subterráneo y la adquisición de bombas de calor geotérmicas especializadas, entre otros componentes sistémicos.

No obstante, es imperativo visualizar esta inversión desde una perspectiva a largo plazo, dada la naturaleza durable y económicamente eficiente de los sistemas geotérmicos. 

La eficacia en el consumo de energía de estos sistemas, que es significativamente más alta en comparación con las alternativas convencionales, da como resultado notables ahorros mensuales en las facturas de energía. 

Por tanto, aunque la inversión inicial sea elevada, el retorno de inversión se percibe a través de la continua y sostenida reducción de los gastos operativos.

Además, la disponibilidad de subvenciones, créditos fiscales, y otros incentivos financieros ofrecidos por diversas entidades gubernamentales e instituciones dedicadas al fomento de las energías renovables, pueden mitigar de manera significativa la carga financiera inicial asociada a la implementación de la geotermia. 

Estos incentivos, que buscan promover la adopción de tecnologías más limpias y sostenibles, pueden acortar notablemente el período de amortización de la inversión inicial, haciendo que la geotermia sea una opción más accesible y económicamente atractiva para un amplio espectro de consumidores y negocios.

El aspecto de los gastos de mantenimiento también juega un papel crucial al analizar la viabilidad financiera de la geotermia. 

Con requisitos de mantenimiento significativamente menores en comparación con los sistemas de calefacción y refrigeración convencionales, los costes asociados a reparaciones, reemplazos y operaciones regulares son notablemente reducidos durante la vida útil del sistema geotérmico.

Este factor, junto con los ahorros en el consumo energético y las potenciales subvenciones, hacen que, en un análisis financiero a largo plazo, la geotermia pueda ser tan accesible, si no más, que sus contrapartes más tradicionales.

Conclusión

La energía geotérmica representa una opción sostenible y altamente eficiente para la climatización de edificios y la obtención de agua caliente sanitaria. 

Su capacidad de aprovechar la temperatura constante del subsuelo y funcionar, a pesar de saber cómo influyen las condiciones meteorológicas, y que la coloca como una de las alternativas más prometedoras frente a otros sistemas. 

En España, las posibilidades de su uso siguen en expansión, y a medida que más personas y empresas adopten esta tecnología, los beneficios en términos de ahorro energético, reducción de emisiones de CO2 y sostenibilidad serán aún más evidentes.

Por eso, están incentivando instalaciones de sistemas de climatización como las bombas de calor, para tener edificios eficientes, con equipos que ahorran costes y que tengan menos consecuencias negativas para la tierra.

Por todas estas razones, nosotros te recomendamos que instales las bombas de calor geotérmicas y dejes a un lado los sistemas convencionales. Si te animas a instalarlas en tu casa o tu oficina, pon atención a los datos que te vamos a dar sobre las posibilidades que tienes de instalarla en España.

Asimismo, hay que asegurarse de que cumplimos con los requisitos técnicos necesarios para comenzar la instalación. Por eso, es necesario explorar el terreno, ver el espacio disponible, solicitar la autorización para perforar el suelo. En Ecoforest, podemos ayudarte con todo esto, nos puedes consultar cuando quieras. 

Como puedes ver, es relativamente sencillo poder instalar este sistema de climatización en cualquier parte de España, ya que nuestros suelos son una gran fuente de energía renovable. Por eso, te animamos a que contactes con nosotros y te asesoremos, para que puedas beneficiarte de las cualidades de las bombas de calor geotérmicas lo antes posible.