El hotel de Vall de Núria y la bodega Castell d’Encús: dos aplicaciones exitosas de geotermia

El edificio de Sant Josep del hotel de Vall de Núria, reformado recientemente, está climatizado mediante energía geotérmica. La instalación de geotermia, un proyecto llevado a cabo por Geotics Innova, supone la climatización mediante una energía sostenible el edificio del hotel, que cuenta con la máxima calificación de ahorro energético (clase A). Esta energía emite las menores emisiones de dióxido de carbono e implica que se pueda superar el 75% de ahorro respecto los sistemas de gasoil, para la generación de agua caliente sanitaria, calefacción y ventilación. Se apuesta por seguir la política medioambiental y las bases establecidas con la certificación ISO 14001 del complejo de Vall de Núria el año 2001, diseñando un edificio que asegure un mayor ahorro y optimización energética de todas sus instalaciones.

Se trata de un lugar ideal para instalar energía geotérmica ya que el edificio se encuentra ubicado en alta montaña (a 2.000 metros de altura en el Pirineo catalán) y requiere una energía que garantice un grado elevado de confort. Además, hay otros condicionantes favorables: que la geotermia no requiere el transporte de combustibles (que en este caso sólo podrían llegar mediante el tren cremallera) y que el freático de la zona, con muchas cantidades de agua, favorece que la temperatura del subsuelo se mantenga constante.

El edifico ha sido recientemente galardonado el premio a la mejor reforma del programa europeo Green Building. El programa reconoce las buenas prácticas en materia de sostenibilidad y eficiencia energética de todos los edificios de la Unión Europea que consigan al menos un 25% de ahorro energético respecto a los edificios convencionales.

Con una superficie de 3.990,45 metros cuadrados distribuidos en 6 plantas, el edificio cuenta con una serie de medidas que han posibilitado la obtención del premio, en las que la geotermia y la mejora de la envolvente del edificio tienen un papel predominante. El proyecto no sólo ha conseguido una calificación A sino que con el total de soluciones pasivas y activas aplicadas ha conseguido un ahorro del 75,3%.

La sala de máquinas es una instalación de 240 kW, formada por 4 bombas de calor geotérmicas instaladas en paralelo, con un sistema centralizado para todo el edificio. Geotics Innova también ha ejecutado el sistema de distribución, que se realiza mediante suelo radiante, así como el sistema de control del edificio, un ordenador central con el cual se puede controlar toda la instalación. Este sistema permite, además, tener información sobre la ocupación de las habitaciones o sobre si hay ventanas abiertas, para adecuar las temperaturas y optimizar el ahorro energético.

La geotermia es el sistema de climatización adecuado a las características que requiere el edificio. El espacio natural de Vall de Núria tiene unas particularidades que son ideales para la instalación de geotermia:

• La política mediambiental de Vall de Núria apuesta por el uso de energías renovables, ecológicas y poco contaminantes, que garanticen la armonía y el respeto para la conservación del valle. En este sentido, la geotermia se adapta a las características ya que no emite sonidos ni tiene impacto visual.
• El clima de alta montaña de Vall de Núria hace necesaria una energía constante, independiente a les condiciones meteorológicas y que genere un elevado grado de confort a los alojamientos, ayudado por el sistema de tierra radiante que disipa calor des de la parte inferior de las superficies y por aparatos de ‘fan-coils’ complementarios.
• La situación del santuario hace que para el uso de energías convencionales sea necesaria la llegada de combustibles a través del tren cremallera. Este hecho aumenta la complejidad de su uso y transporte. La geotermia no requiere, por el contrario, ningún abastecimiento exterior y su seguridad técnica únicamente hace necesarios mantenimientos preventivos y control.
• El sustrato del edificio de Sant Josep es muy rocoso, con un importante paquete calcáreo y de mármoles de edad cabro-ordoviciana que, juntamente con importantes afluencias de agua, hace que sea muy buen conductor térmico y favorezca el rendimiento y funcionamiento del sistema geotérmico. Estas características hacen que la temperatura de 7,7 °C del interior del subsuelo a 90 metros se mantenga casi constante durante todo el año, permitiendo un alto rendimiento del sistema.

La geotermia es el sistema más adecuado, tanto por el confort como por los ahorros energéticos y económicos, para climatizar el edificio Sant Josep de Vall de Núria. Prueba de ello es el reconocimiento Green Building obtenido y sus ventajas respecto a los otros sistemas de climatización. Este edificio, además, tienen una función divulgativa, por lo que Geotics Innova ha instalado un sistema que da a conocer al visitante los ahorros energéticos que ofrece la energía geotérmica.

Un panel cuantifica la energía extraída del subsuelo, explicitando la cantidad extraída cada día y también desde abril de 2011, cuando se puso en marcha el sistema. Además compara la energía geotérmica con otras fuentes de energía, como el gasóleo. En la pantalla se explicitan los litros de gasóleo que se ahorran y la equivalencia de vehículos que se tendrían que retirar de la circulación cada día para conseguir este ahorro.

Por último, aparece el ahorro de emisiones de dióxido de carbono que se dejan de emitir a la atmósfera. Todos estos datos se van actualizando en tiempo real. Este sistema permite hacer divulgación de las ventajas que supone haber instalado energía geotérmica en Vall de Núria, de una manera gráfica, directa y entendible.

No solamente el clima y las propiedades químicas del suelo son fundamentales para obtener vinos de calidad, sino que el proceso de vinificación juega un papel no menos importante. Su influencia es tal que dependiendo de los procedimientos enológicos empleados en la elaboración del vino, de la mejor uva puede salir un mal vino.

La bodega Castell d’Encús, ubicada en Talarn, en el Pirineo de Lleida, es un ejemplo de aplicación industrial donde se ha aplicado la energía geotérmica des del 2008. Los sistemas de bomba de calor geotérmica aplicados a la técnica industrial de la elaboración del vino, permiten un gran potencial de ahorro energético debido a la gran capacidad en rango térmico propio de estos sistemas y a la estabilidad térmica de las fuentes de calor como sumidero de energía.

La posibilidad de disponer de sistemas eficientes de producción de energía térmica simultánea en forma de calor y frío, posicionan a la energía geotérmica solar en un lugar privilegiado frente a la utilización de energías convencionales basadas en combustibles fósiles.

La fermentación es el proceso natural por el cual el azúcar del mosto se transforma en alcohol etílico y anhídrido carbónico. La temperatura de la fermentación es de vital importancia para la elaboración de ciertos vinos aromáticos. En el caso de la elaboración de ciertos tipos de vinos, la temperatura se debe mantener constante entre 26 °C y 29 °C durante un periodo de 8 a 12 días. En el caso de vinos blancos el proceso puede durar unas tres semanas y la temperatura suele ser inferior a los 18 °C. Posteriormente, la mayoría de vinos blancos y rosados se preservan a bajas temperaturas (5-10 °C) hasta el momento del embotellado.

El máximo aprovechamiento de la energía disponible en cada uno de los momentos de las diferentes fases de este proceso, mediante la acumulación o movimiento de la energía sobrante para su posterior acumulación, permite reducir de forma considerable la factura energética en este tipo de instalaciones.

La corteza terrestre puede actuar como sumidero o bien como fuente de energía térmica. Las bombas de calor geotérmicas permiten la acumulación de calor y frío simultáneamente de una forma económica y fácil. Su elevado coeficiente de prestación (COP) y su capacidad de absorber o ceder calor a una fuente tan estable de temperatura como es la tierra a cierta profundidad, las hacen idóneas para instalaciones industriales donde exista cierto equilibrio entre la demanda de calor y frío.

El colector que permite aprovechar el calor de la tierra para transportarlo al edificio es, en este caso, un colector horizontal. En la bodega Castell d’Encús se aprovechó el movimiento de tierras de la construcción de la bodega y se disponía de una gran superficie. También hay un componente económico, ya que éste es más barato que el intercambiador vertical.

El hecho de disponer de un sistema de climatización bien dimensionado y de la mayor eficiencia posible permite ajustar mejor el precio del vino en el mercado para poder ser mucho más competitivos. Los siguientes procesos requieren de la intervención del sistema de control de temperatura, los que no necesariamente se efectúan todos, pues en general los vinos tintos y blancos siguen distintos caminos y será el enólogo quien determine los pasos y los rangos de temperatura en los tiempos deseados. Estos son algunos de los procesos térmicos que se siguen en la elaboración del vino:

• Enfriamiento directo de la uva recién vendimiada.
• Enfriamiento del mosto después de pasar por la moledora.
• Maceración por frío mecánico del mosto dentro de la cuba.
• Calentamiento del mosto dentro de la cuba para iniciar el proceso de fermentación alcohólica junto con las levaduras.
• Enfriamiento de las cubas, durante el proceso de fermentación alcohólica pues en esta etapa además se libera calor y se produce gas carbónico.
• Ventilación de la bodega para eliminar el gas carbónico (CO₂) del interior.
• Control de la temperatura del vino en el interior de las cubas con frío o calor.
• Enfriamiento del vino en el proceso de estabilización a bajas temperaturas.
• Enfriamiento de las salas de barricas.
• Calentamiento de la zona o cubas para efectuar la fermentación maloláctica.
• Enfriamiento de las salas de guarda de botellas.
• Producción de agua caliente para el proceso de lavado sanitario de la bodega.

En la elaboración del vino se pueden distinguir claramente dos procesos, la climatización de las diferentes estancias y el proceso industrial que engloba las distintas fases por la que pasa la uva antes de convertirse en producto final. En el caso de la climatización nos podemos encontrar que algunas de las estancias a climatizar tengan una demanda constante de energía en forma de calor, mientras que otras pueden tener demanda de frío.

Es de vital importancia de cara a un ahorro energético ajustar las temperaturas de funcionamiento de los depósitos a los valores que permitan trabajar de la forma más eficiente posible. Se trata de intentar condensar a baja temperatura y evaporar a la temperatura más alta posible. El uso de intercambiadores geotérmicos como almacén energético garantizan unas temperaturas muy estables todo el año y por consiguiente disponer de un coeficiente de operación de la instalación alto y estable.

Para conseguir la correcta climatización de la bodega y conseguir las temperaturas óptimas en el proceso industrial de Castell d’Encús, la sala de máquinas cuenta con 5 bombas de calor de 40 kW cada una, con un total de potencia de 200 kW. El sistema se basa en la producción simultánea de calor y frío sobre dos depósitos de inercia utilizando el colector geotérmico como un sumidero energético, sólo utilizándolo en caso de desequilibrios térmicos para ceder o absorber calor.

La monitorización de instalaciones muestran los ahorros energéticos de la geotermia

Geotics Innova ha interpretado los resultados de la monitorización de bombas de calor, en instalaciones realizadas en Galicia, contabilizando ahorros, tanto energéticos como económicos, que llegan al 70%. El ‘Plan Demostrativo de la Bomba de Calor Geotérmica’, impulsado por Energylab, tiene por objetivo monitorizar de una serie de edificios que sirvan como demostradores de los ahorros que puede ofrecer esta tecnología, así como el establecimiento de ratios e indicadores tanto de instalación como de operación en toda España. Geotics Innova ha participado en este programa, instalando geotermia en dos edificios: la biblioteca de la Universidad de Vigo y el Centro de día de As Neves. En estos momentos, se pueden interpretar los primeros resultados de la monitorización de estos edificios, que indican los ahorros energéticos obtenidos.

En la biblioteca pública universitaria de 3.300 metros cuadrados con demanda de calefacción y refrigeración, se instalaron 180 kW de potencia, con tres bombas de calor de 60 kW cada una, y un captador geotérmico vertical que consta de 33 perforaciones de 100 metros de profundidad. La monitorización durante un periodo de casi un año, muestra la mejora del rendimiento económica y energético de la instalación, la mejora en la regulación del sistema de calefacción y la reducción de emisiones de CO2. Los ahorros respecto al sistema anterior (2 bombas de calor aire-agua y caldera de gasóleo) son de más de 117.000 kWh/año en relación a la energía consumida, de más de 12.800 euros en costes económicos y se han ahorrado más de 31.000 kilos/año de emisiones de dióxido de carbono.

En cuanto al centro de día y la escuela infantil de As Neves, donde se realizaron 6 perforaciones de 100 metros de profundidad y se instaló una bomba de calor de 40 kW, los ahorros también son representativos. Teniendo en cuenta el mismo período de monitorización y comparándolo con el sistema anterior de climatización (bomba de calor aire-agua y caldera de gasóleo), los ahorros en energía consumida son de casi 5.200kWh/6meses, lo que supone unos ahorros económicos de 572 euros/6meses y un ahorro en emisiones de dióxido de carbono de 1.400 kilos/6 meses. Así pues, se constata que esta instalación, además de mejorar las condiciones interiores de la guardería, ha permitido reducir las emisiones de CO2 y mejorar el rendimiento económico y energético.

El plan ha permitido monitorizar otras instalaciones, como la escuela infantil de Nigrán y la de Baiona. En datos globales, los ahorros en la factura energética de climatización se sitúan en hasta el 70% y los ahorros en emisiones de CO2 son de hasta el 80%, dependiendo del sistema substituido. Los resultados presentados dan buena muestra de las importantes prestaciones de la tecnología de la bomba de calor geotérmica y de los importantes ahorros que puede llegar a suponer en instalaciones de climatización.