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Viernes, 15 noviembre 2013
Ingeniería

El subsuelo urbano, una inesperada fuente potencial de energía aprovechable

La energía geotérmica natural es una bien conocida fuente de energía. Pero una nueva investigación revela ahora la magnitud de lo que podríamos definir como "energía geotérmica artificial". Desde las aguas del alcantarillado, a las instalaciones del trazado subterráneo ferroviario de metro o tren metropolitano, hay muchas fuentes artificiales de calor en el subsuelo de las ciudades.

El propio efecto de "isla de calor urbana", responsable de que las ciudades sean más calurosas que las áreas rurales periféricas, también contribuye a la acumulación de calor bajo tierra. Las carreteras asfaltadas y otras superficies artificiales o selladas con capas artificiales absorben calor del Sol, y a menudo ese calor persiste bajo tierra hasta bastante tiempo después de que la superficie se refresque como por ejemplo al anochecer.

Los autores de la citada investigación, del Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT), en Alemania, y el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich (también conocido como Escuela Politécnica Federal de Zúrich) han llegado a la conclusión de que el calor del subsuelo urbano puede ser aprovechado para calefacción en invierno, e incluso, con una mayor transformación energética, para alimentar aparatos de aire acondicionado en verano.

En las últimas décadas, las aguas subterráneas en las grandes áreas urbanas, integradas por ciudades adyacentes sin terrenos no urbanizados que las separen, se han estado calentando cada vez más. Por ejemplo, en Karlsruhe, la densidad de flujo térmico medio en los acuíferos del subsuelo era de 759 milivatios por metro cuadrado en 1977. En 2011, se alcanzó una densidad de flujo de calor de 828 milivatios por metro cuadrado. El equipo de Kathrin Menberg, científica del KIT experta en el fenómeno de las islas de calor urbanas, y Philipp Blum, jefe de la División de Ingeniería Geológica del Instituto de Geociencias Aplicadas (AGW por sus siglas en alemán), dependiente del KIT, ha calculado que esta cantidad de calor corresponde a 1 petajulio por año, y que sería suficiente para suministrar calefacción a por lo menos 18.000 hogares en Karlsruhe.

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Esquema de la circulación del calor en el subsuelo urbano, con miras a aprovecharlo. (Imagen: AGW / KIT)

La energía de los acuíferos de agua subterránea cercanos a la superficie se puede aprovechar mediante bombas de calor. El uso de este potencial geotérmico no sólo cubriría parte de la creciente demanda de energía, sino que también reduciría la emisión de gases de efecto invernadero, lo que contrarrestaría el calentamiento de las ciudades.

En la investigación también han trabajado Axel Schaffitel del KIT y Peter Bayer del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich.

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