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District Heating geotérmicos en Mieres y Langreo

Departamento de Energías Renovables de Hunosa

24/05/2019

La creación de una Red de Calor Urbana en el municipio de Mieres ha sido posible gracias a la experiencia del Grupo Hunosa en la instalación y mantenimiento de instalaciones geotérmicas. Esta red partirá desde el Pozo Barredo y dará servicio a la Escuela Politécnica de Mieres (EPM), al instituto de educación secundaria Bernaldo de Quirós (iBQ) y a un conjunto de edificios, situados en la zona del Vasco-Mayacina, que cuentan en total con 248 viviendas.

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Estado de las instalaciones del pozo Barredo antes de las obras y estado actual de las naves industriales del pozo Barredo tras la rehabilitación. Fachada oeste.

En el recientemente firmado Plan de Empresa 2019 - 2027, se adquiere el compromiso de que “Hunosa se compromete al aprovechamiento del acervo de la compañía impulsando el desarrollo de proyectos de investigación y promoción de nuevos negocios, de forma que la propia Hunosa sea también un agente protagonista en el objetivo de transformación estructural de las comarcas mineras … que permitan la transformación de la empresa hacia un grupo eminentemente energético, estable y no dependiente de la minería del carbón”.  En esta decidida apuesta por la transición energética, la geotermia con agua de mina juega un papel preponderante y es la tecnología sobre la cual orbitan las principales actuaciones que se han desarrollado en los últimos tiempos. Ya en los dos planes de empresa anteriores, 2006 - 2012 y 2013 – 2018, se fijaba el objetivo de iniciar un proceso de diversificación de actividades tendente a aprovechar, en todo lo posible, el potencial de determinadas áreas susceptibles de constituirse en líneas de negocio diferenciadas de la minería del carbón. Durante este periodo, los proyectos de geotermia con agua de mina, en modalidad de Contrato de Servicios Energéticos, mostraron su viabilidad.

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Estado actual de las naves industriales del pozo Barredo tras la rehabilitación. Fachada sur.

El recurso geotérmico asociado a la actividad minera es un recurso renovable que “paradójicamente” está creado de manera artificial. En su estado natural, en la Cuenca Carbonífera Central Asturiana, no existen grandes acuíferos, el modelo hidrogeológico es una sucesión de acuíferos multicapa de pequeña extensión formados por la alternancia de materiales permeables e impermeables típica de serie geológica del Carbonífero.

El intensísimo desarrollo minero, desde finales del s XIX, con las primeras explotaciones de montaña, hasta la actualidad, crea una intrincada red de galerías que modifican totalmente el estado natural del terreno, aumentando la infiltración y generando un sistema hidrogeológico que algunos autores lo asemejan a un karst de origen antropogénico.

Una vez que se decide el cierre de la explotación de interior, comienza la etapa de inundación. El agua se deja de bombear. En un primer momento el agua ocupa los espacios de los grandes huecos mineros, a medida que se induce un aumento de la carga entra en las fisuras y por último en los poros. Este proceso de llenado se produce hasta que se alcanza una cota de seguridad que hay que mantener con un bombeo constante. De no ser así, se producirían impactos sobre las zonas inundables que serían bastante difíciles de predecir, pues nos encontramos ante un nuevo acuífero, modificado por la actividad minera, que ha de convivir con unas obras de infraestructura o edificaciones que se han realizado sobre un nivel piezométrico artificialmente deprimido durante más de un siglo de actividad minera.

Una vez que se establece el bombeo definitivo se pueden desarrollar proyectos de aprovechamiento del agua bombeada que palien, en la medida de lo posible, el coste eterno que este bombeo representa. Entre estos proyectos destaca de manera clara el aprovechamiento geotérmico de las aguas de mina ya que estas presentan unas características tanto en caudal bombeado, como de temperatura y calidad que las hace susceptibles de este tipo de aprovechamiento. Este nuevo recurso es un ejemplo pionero de Economía Circular pues estamos creando de un problema, los costes eternos asociados al bombeo, una fuente de riqueza y un recurso sostenible.
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Figura 1: Distintas formas de aprovechamiento geotérmico en función del tipo de yacimiento. Fuente: libro “La innovación Geotérmica: nuevos usos del agua de mina” Aula Hunosa de la Geotermia y la Biomasa.

La autoridad minera, para garantizar la explotación racional de un recurso de este tipo, establece una normativa muy clara. Para ello, se está obligado a presentar los pertinentes permisos de investigación y, en su caso, solicitar las concesiones de explotación para preservar la sostenibilidad en la explotación de un recurso que, según la Ley de Minas, es un recurso de la sección D 'energía geotérmica empleando bomba de calor'. Hunosa dispone de las concesiones para la explotación de este recurso y está obligada a presentar un modelo hidrogeológico y un modelo de comportamiento térmico.

Tras estos estudios se llegó a la conclusión que el aprovechamiento geotérmico de las aguas de mina tendría el potencial necesario para constituir una línea de negocio en el proceso de diversificación del Grupo Hunosa.

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Nave de la máquina de extracción de Barredo.  Fuente: http://www.archivohistoricominero.org

Durante el periodo (2006 – 2012) Hunosa ejecuta los proyectos de geotermia en el Hospital Vital Álvarez Buylla, el Edificio de Investigación y la Residencia de Estudiantes del Campus de Barredo en Mieres, en una apuesta pionera por los servicios energéticos.

En el año 2016, se unió, a los proyectos ya implantados, la sede de la Fundación Asturiana de la Energía (FAEN) que ocupa un edificio rehabilitado en lo que era la antigua sala de compresores del pozo Barredo. En resumen, las instalaciones ejecutadas y en perfecto funcionamiento suponen aproximadamente 4 MWt en su conjunto.

Durante el desarrollo y explotación de los diferentes proyectos ejecutados y siendo conocedores de los avances tecnológicos en los sistemas de generación (enfriadoras) que permiten producir agua caliente a alta temperatura (hasta 85°C) con COP razonables y, por tanto, la integración de todo tipo de edificios, se decidió modificar la filosofía para el desarrollo de los futuros proyectos de geotermia, ya que existen diversos condicionantes que limitaban las posibilidades de crecimiento:

  • La propia infraestructura en los pozos hace difícil técnicamente añadir más sistemas de intercambio o impulsión a los ya existentes.
  • La relación consumo/distancia de los potenciales clientes es crítica.
  • La difícil instalación de las enfriadoras en las salas de calderas de los edificios existentes por cuestiones de potencia eléctrica instalada y de espacio físico.
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Figura 2: Esquema de principio del District Heating de Barredo. Fuente: página web Aula Hunosa de la Geotermia y la Biomasa.

Esto hizo que el desarrollo de nuevos proyectos de geotermia no fueran vistos de manera fragmentada, como servicios individualizados a clientes concretos, llegándose a la conclusión de que, para extender la potencialidad del recurso geotérmico, la manera más razonable, rentable y eficiente, es el desarrollo de redes de calor.

Estas redes de calor son, básicamente, un sistema de tuberías que permite conectar múltiples fuentes energéticas a múltiples puntos de consumo de energía. Las redes de calor permiten la utilización eficiente de la energía y el aprovechamiento de las fuentes renovables que son más fáciles de integrar en estos sistemas centralizados. La fiabilidad y la flexibilidad del suministro de combustible se mejora aumentando el uso de recursos locales, como la biomasa, o, en este caso, la geotermia, lo que implica que se reduzcan significativamente los niveles de emisiones de gases con efecto invernadero.

Siguiendo esta línea de trabajo, se comenzaron a finales del pasado año 2018, las obras de la nueva red de calor con geotermia con las aguas que bombea el pozo Barredo. Para su desarrollo se contó con la cofinanciación de los fondos Feder para la 'convocatoria 2017-2018 de subvenciones cofinanciadas por la Unión Europea a través del Fondo Europeo de desarrollo Regional (FEDER), destinadas a empresas, para favorecer el paso a una economía baja en carbono en todos los sectores' de esta manera se puede garantizar la viabilidad del proyecto. La subvención concedida tuvo una cuantía de 503.125 € para una inversión de 1.421.541 € y una cifra de negocio anual de 120.000 €.

En mayo de 2019 las obras llegaron a su fin, y la nueva instalación geotérmica permitirá alimentar tres circuitos, dos de ellos de alta temperatura (Escuela Politécnica del Campus de Barredo y el Instituto de Enseñanza Secundaria Bernaldo de Quirós), y otro de baja temperatura, (edificios M9 y M10 de Vasco Mayacina) ya que, dichos edificios, emplean un sistema de climatización de baja temperatura, lo que favorecerá el aumento en el rendimiento de los equipos de la central, cuando su demanda no coexista con la de los edificios de los circuitos de alta temperatura.

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Fotografía 04: enfriadoras instaladas en el interior de la nave de la máquina de extracción de Barredo.

El nuevo District Heating geotérmico de Barredo aumentará la red de calor geotérmica en 2 MWt, lo que supondrá una potencia total cercana a los 6 MWt, conformando el mayor District Heating geotérmico de España, dando servicio a cuatro instalaciones más, lo que supondrá una reducción anual de gases de efecto invernadero de 636,85 tCO2/año; es decir, más del 50% de las emisiones actuales. Y todo ello, con un ahorro considerable respecto al consumo que implica la utilización de combustibles fósiles.

Además, la nueva central de generación de agua caliente se ubica en la nave donde se situaba la antigua máquina de extracción del Pozo Barredo. Su rehabilitación se ha diseñado de manera que no modifique la tipología arquitectónica de la construcción original, manteniendo al mismo tiempo los antiguos equipos de la instalación minera. De esta forma, la conservación de ese patrimonio industrial pretende crear un espacio didáctico que permita su utilización como aula de interpretación y divulgación.

La firme apuesta de Hunosa por la geotermia continua en el año 2019 y 2020, con el proyecto de District Heating Fondón (Langreo), que ha resultado adjudicatario de una subvención a cargo de los Fondos FEDER de 1.136.215,00 € para una inversión estimada de 2.235.359,82€ y con una cifra de negocio anual alrededor de los 200.000€.

Esta actuación supondrá una reducción anual de 407,03 toneladas equivalentes de CO2/año.

Este proyecto contempla también la rehabilitación de las naves de los castilletes del pozo. Dicha rehabilitación se deberá realizar con materiales y diseño compatible con el paisaje urbanístico y las exigencias para la conservación del patrimonio del emplazamiento. De esta forma, se le dotará de un nuevo uso, preservando, por tiempo ilimitado, un patrimonio de gran valor.

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 Extensión actual de la red geotérmica del Pozo Barredo y del Pozo Fondón.

“Para extender la potencialidad del recurso geotérmico, la manera más razonable, rentable y eficiente, es el desarrollo de redes de calor”
La nueva instalación geotérmica permitirá alimentar tres circuitos, dos de ellos de alta temperatura (Escuela Politécnica del Campus de Barredo y el Instituto de Enseñanza Secundaria Bernaldo de Quirós), y otro de baja temperatura, (edificios M9 y M10 de Vasco Mayacina)

La red de distribución hasta los puntos de consumo se realiza mediante la gama de tuberías y accesorios de PP-R pre-aislado del Sistema Niron AIS de Italsan, fabricada según la norma UNE EN 253, consistente en tuberías PP-R pre-aisladas con aislamiento térmico de poliuretano y protección externa de polietileno.

Para el circuito de impulsión de agua caliente (T°trabajo 80°C en continuo) se ha optado por la tubería Niron Fiber Blue AIS y para el circuito de impulsión de agua fría (T°trabajo 50°C en continuo),  tubería Niron Clima AIS.

El sistema de unión accesorio – tubería se realiza mediante soldadura socket (Ø125mm) y soldadura a testa (Ø160mm). El aislamiento en los puntos de unión permite garantizar la continuidad del aislamiento en la red de distribución.

La mejora de la eficiencia energética en el transporte de fluidos en este tipo de redes y la fácil y rápida instalación del sistema tubería y accesorios de PP-R pre-aislado, son las principales ventajas del sistema elegido.

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