Nuevo modo de mejorar la eficiencia de los intercambiadores de calor geotérmicos

La energía geotérmica es una solución clave en la descarbonización del sector energético, ya que aprovecha la estabilidad térmica del subsuelo para, entre otras cosas, climatizar edificios de forma eficiente y sostenible. Sin embargo, los elevados costes iniciales han venido siendo un obstáculo para su expansión.

Un equipo de investigadores del grupo ICTs against Climate Change (ICT vs CC) del Instituto ITACA de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) en España ha colaborado en el desarrollo de un innovador sistema que mejora la eficiencia de los intercambiadores de calor geotérmicos, fundamentales para la captación del calor del subsuelo.

Gracias a este avance, se ha conseguido reducir en más de un 20% los costes de instalación. “El correcto diseño y dimensionamiento de estos intercambiadores es esencial para maximizar el rendimiento de una instalación geotérmica”, destacan los autores del estudio.

La investigación ha sido liderada por Miguel Ángel Mateo Pla, junto con Borja Badenes, Bruno Armengot, José Manuel Cuevas, Javier F. Urchueguía y Burkhard Sanner (UBeG GbR).

“El rendimiento de un sistema geotérmico depende en gran medida de los materiales empleados en los intercambiadores de calor. Hasta ahora, se han utilizado tuberías de plástico y lechadas de cemento adaptadas de otras aplicaciones industriales, lo que ha limitado su eficiencia térmica e incrementado los costes”, explican los investigadores de ITACA.

Una central geotérmica. La energía geotérmica es sostenible y limpia. El humo blanco que expulsan las centrales geotérmicas por sus chimeneas es vapor de agua. (Foto: Julie Donnelly-Nolan / U.S. Geological Survey)

Para mejorar esta tecnología, el equipo de la UPV ha colaborado en el desarrollado de nuevos materiales que aumentan la eficiencia térmica en un 30%, siendo responsables de la validación de los mismos. Las pruebas realizadas en el Laboratorio de Geotermia de la UPV han demostrado mejoras significativas en la eficiencia de los intercambiadores de calor geotérmicos.

Mediante pruebas de respuesta térmica (TRT), se ha comprobado que la resistencia térmica de los intercambiadores de calor se ha reducido de 0,15 mK/W a 0,1 mK/W. “Estas cifras podrían marcar un punto de inflexión en la adopción masiva de la geotermia, al reducir los costes iniciales y mejorar el rendimiento energético de las instalaciones”, afirman los investigadores del Instituto ITACA.

De hecho, la aplicación de estos nuevos materiales podría facilitar la implantación de sistemas geotérmicos en entornos urbanos e industriales con alta demanda térmica. “Se trata de una alternativa rentable y sostenible frente a los combustibles fósiles”, añaden.

El equipo expone los detalles técnicos de su investigación en la revista académica Renewable Energy, bajo el título “Use of advanced pipe and grout materials in an experimental Single-U BHE: Installation procedure assessment and thermal properties comparison using C2RLSM”. (Fuente: Universitat Politècnica de València)