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Geotermia

Campos de captación geotérmicos en rehabilitaciones de edificios con construcción en desarrollo descendente

Beatriz Remartínez Zato, directora técnica de Geotermia Vertical

21/09/2016

Geotermia Vertical es una de las primeras empresas españolas especializadas en la perforación para la instalación de sondas geotérmicas. Está compuesta por diferentes profesionales con una amplia experiencia en perforaciones y surge como respuesta a la creciente demanda de especialistas en este sector.

A partir de su experiencia, en este artículo presenta la solución técnica desarrollada íntegramente por su equipo para la ejecución de campos de captación geotérmicos para construcciones en desarrollo descendente, previa excavación de los sótanos.

1. Antecedentes

En el mundo actual, la búsqueda de modelos sostenibles basados en fuentes de energías renovables está en constante desarrollo. A nivel europeo, se mantiene el compromiso de los países para el año 2020:

  • Reducir en un 20% las emisiones de gases de efecto invernadero respecto a 1990

  • Reducir en un 20% el consumo de energía comunitario mediante una mayor eficiencia energética
  • El 20% del consumo de energía de la Unión Europea debe proceder de fuentes de energía renovables

Además, la Unión Europea, mediante su Directiva de eficiencia energética en edificios, apuesta por las energías renovables, ya que en un futuro próximo todas las construcciones deben tener un consumo energético casi nulo, y la poca energía que consuman tiene que ser producida por energías procedentes de fuentes renovables: solar térmica, fotovoltaica, eólica, biomasa, … y por supuesto, geotermia.

La energía geotérmica se define como la energía almacenada en forma de calor bajo la corteza terrestre. Se pueden distinguir distintos tipos de energía geotérmica en base a la temperatura a la que se encuentra la corteza terrestre.

La más habitual en España es la de muy baja entalpía, que aprovecha la estabilidad térmica del terreno a profundidades superiores a 20 m. Su contenido de calor es insuficiente para producir energía eléctrica, pero puede ser aprovechada para climatizar viviendas, edificios industriales, etc. y obtener agua caliente sanitaria. Las temperaturas que pueden proporcionar las bombas de calor geotérmicas suelen estar entre 7-55°C.

Para realizar el intercambio con el terreno se realizan generalmente perforaciones verticales, en las cuales se introducen unas tuberías en forma de ‘U’ de PE100-RC o bien PE-Xa llamadas sondas o captadores geotérmicos (fotos 1 y 2), a través de las cuales circula un fluido caloportador (agua con anticongelante) que permite disipar/captar calor según demandas térmicas a cubrir.

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Fotos 1 y 2.- Sondas o captadores geotérmicos.

Es en este marco, donde Geotermia Vertical Instalaciones S.L, actualmente en periodo de expansión, surgió en 2009 como respuesta a la creciente demanda de especialistas en el sector. Está compuesta por profesionales con una amplia experiencia en perforaciones, instalaciones y sistemas de climatización geotérmicos. A día de hoy, cuenta con medios mecánicos y personal propios, aportando sus servicios a particulares, instaladores y constructoras, que permiten garantizar el funcionamiento de las instalaciones durante la vida útil de las viviendas, oficinas, hoteles, etc., tanto para nuevas construcciones como en el sector de la rehabilitación.

En este sentido, en el artículo se presenta la solución técnica desarrollada íntegramente por el equipo humano de Geotermia Vertical, para la ejecución de campos de captación geotérmicos para construcciones en desarrollo descendente, previa excavación de los sótanos.

Esta solución permite implementar sistemas de climatización geotérmicos donde no se pueden ejecutar las perforaciones geotérmicas de manera convencional (en cota final del edificio, en vaciado). Se denomina obturación de sondeos geotérmicos.

2. Desarrollo y proceso constructivo en  campos de captación geotérmicos en construcción con desarrollo descendente

El desarrollo de la solución de obturación de sondeos, permite la implantación de sistemas geotérmicos en edificios en rehabilitación o en construcción descendente, donde por motivos de bajo gálibo y/o accesos reducidos, las perforaciones sólo se pueden realizar a cota 0 (nivel calle) y se debe asegurar su estanqueidad y no obstrucción durante todas las fases de ejecución, hasta llegar a la cota del último sótano.

Esta solución ha sido ya ejecutada con éxito en la rehabilitación en un edificio de viviendas en el madrileño Paseo de la Castellana, y en la rehabilitación de un edificio para cambio de uso a un complejo comercial y hotelero en Madrid centro (foto 3).

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Foto 3.- Rehabilitación de un edificio para cambio de uso a un complejo comercial y hotelero en Madrid centro.

La decisión de investigar y desarrollar la solución de la obturación surge debido a que en edificios en rehabilitación, las ordenanzas municipales suelen exigir que se respeten las edificaciones con cierto carácter histórico, con la obligación de conservar íntegramente las fachadas en su mismo aspecto arquitectónico. Esto suele implicar que la fase constructiva se ejecute en descendente, es decir, desde la planta baja (cota 0) a los sótanos (p.e. cota -20 m).

Para poder realizar, por tanto, los campos de captación geotérmicos en estas edificaciones, y poder cubrir la demanda de climatización y ACS de manera limpia, eficiente y confortable, Geotermia Vertical ha desarrollado una solución innovadora que permite realizar las labores de cimentación, excavación y estructura sin dañar las sondas (los gálibos en los sótanos no permiten los trabajos con equipos de perforación de geotermia de doble cabezal, ya que el mástil supera los 8,5 m de altura - foto 4).

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Foto 4.- Trabajos con equipo de perforación.

Las perforaciones se realizan en la cota 0 de excavación, quedando probadas y certificadas según UNE 100715-1. Posteriormente se obturan a cota final de excavación (p.e. cota -20 m). Esto permite que, durante la ejecución descendente de los sótanos, si caen residuos del movimiento de tierras en el interior de las sondas, se depositen en dicha obturación. De esta manera, al finalizar la excavación, se elimina la obturación y los residuos. El riesgo de taponamiento en las sondas introducidas prácticamente desaparece con este sistema. Los sondeos geotérmicos están entonces preparados para su conexión con la bomba de calor.

El diagrama constructivo de la solución se muestra en la figura 5:

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Figura 5.- Diagrama constructivo.

La solución es válida para todo tipo de terrenos. Si el terreno es poco compacto, el método de perforación será mediante rotación con lodos (trialeta o tricono como medio de corte), según el esquema que se muestra en la figura 6. Si es terreno es compacto y de elevada dureza, el sistema de perforación a emplear será mediante rotopercusión (martillo en fondo), con diámetros mínimos en ambos sistemas de 130 mm, según esquema figura 7.

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Figura 6.- Perforación mediante rotación con lodos.
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Figura 7.- Perforación mediante rotopercusión.

Geotermia Vertical Instalaciones SL cuenta con medios mecánicos y personal propios para emplear indistintamente uno u otro método, según necesidades de la obra.

3. Aplicaciones

La energía geotérmica, tanto para obra nueva como pequeñas reformas y grandes rehabilitaciones, es el presente y futuro de la climatización, ya que combina máximo confort y eficiencia energética, sin impacto visual, con ahorros energéticos y económicos de 40-70% respecto a un sistema convencional (períodos medios de amortización entre 5-7 años).

En rehabilitaciones de edificios, con la solución técnica aportada por Geotermia Vertical, se puede realizar la ejecución de campos de captación geotérmicos en construcciones en desarrollo descendente, con óptimas calidades, garantías y plazos de ejecución.

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