Cardif, Munich, Basilea, Lubijana y Zaragoza podrían mejorar la explotación y sostenibilidad de sus acuíferos urbanos
Para mantener la demanda de energía térmica propone restringir la explotación mediante una tasa de flujo o cambio de temperatura
En Zaragoza existen 60 grandes instalaciones de bombas de calor geotérmico para climatización de edificios, con una potencia instalada de 110 MWt
Geotermiaonline.com.- Un estudio conjunto de varios cientificos procedentes de cinco países proponen una metodología novedosa para optimizar los regímenes de operación de los sistemas de bombas de calor de agua, con el objetivo de evitar interferencias térmicas y maximizar la eficiencia del uso de recursos geotérmicos poco profundos a escala urbana. La metodología se aplicó a 24 sistemas de GWHP (bombas de calor) en cinco países europeos, con diferentes condiciones climáticas, usos y demandas energéticas, entre ellos Zaragoza. El estudio demuestra que la metodología se puede aplicar a cualquier GWHP, independientemente de su modo de operación (enfriamiento, calefacción o modo dual).
Los autores del estudio son: Alejandro García Gil, Jorge Martínez-Leona, Miguel Angel Marazuelaa, Carlos Baquedanoa, Eduardo Garrido Schneider y Samanta Gasco-Caveroa del IGME-CSIC; Olga García Escayola de la Confederacion Hidrográfica del Ebro (Zaragoza); Mitja Janzac de Eslovenia, el británico David P. Boond, Kai Zossedere, de la Universidad de Munich y Jannis Eptingf y Martin Binderf de la Universidad de Basilea.
Localización de los sistemas con bombas de calor subterránea en las cinco ciudades estudiadas
La explotación intensiva de los acuíferos urbanos mediante sistemas geotérmicos poco profundos puede afectar al equilibrio térmico de los acuíferos urbanos, reduciendo así su renovabilidad, según el estudio. Por ello, propone una nueva estrategia de gestión para el uso sostenible de los recursos de energía geotérmica poco profunda, basada en la imposición de nuevas restricciones relacionadas con la explotación del sistema regímenes. Para lograr este objetivo, se introdujo una metodología novedosa para optimizar la operación de los sistemas geotérmicos, mediante un ajuste de la tasa de flujo y/o cambio de temperatura para mantener la demanda de energía térmica existente.
La metodología se aplicó a un 1,8 millones de datos operativos reales de 24 sistemas de bombas de calor de aguas subterráneas poco profundas (GWHP), que son sistemas de gran y mediana escala. Los GWHP investigados se encuentran en cinco ciudades europeas. En este trabajo se presentan dos alternativas de manejo para la optimización del uso de los recursos de energía geotérmica:
1.-Prioriorizar mayores caudales sobre cambios de temperatura más bajos, lo que tendió a disminuir relativamente la temperatura de descarga en 1.48◦ C en promedio, y
2.-Priorizando los cambios de temperatura más altos sobre los caudales más bajos, lo que tendió a disminuir relativamente los caudales hasta 8. 09 L s 1 en promedio. Los resultados muestran que los GWHP que operan en las ciudades europeas con la mayor demanda de energía térmica y caudales lograron la mayor reducción de caudal.
La metodología de optimización propuesta ofrece dos alternativas de gestión diferentes, sin comprometer la demanda de energía. El aumento del caudal y la reducción de los cambios de temperatura dieron como resultado una reducción media de 1,48o C en la temperatura de descarga en todos los sistemas GWHP y el aumento de los cambios de temperatura, al tiempo que se reducían los caudales condujo a una reducción de los caudales de todos los sistemas GWHP a un promedio de 8,09 L s. Los resultados indican que este método es particularmente efectivo para regular las descargas térmicas de los sistemas GWHP donde la reubicación de pozos no es factible debido a limitaciones espaciales o económicas.
Por ejemplo, en los sistemas GWHP situados en las proximidades, resulta ventajoso reducir las temperaturas de descarga. Por el contrario, en los sistemas GWHP que están más separados, la reducción de los caudales puede ayudar a minimizar el potencial de interferencia térmica entre ellos. El estudio contribuye a avanzar en el conocimiento de la energía geotérmica en acuíferos urbanos mediante el desarrollo de una herramienta eficaz para gestionar y optimizar la eficiencia y la sostenibilidad de la operación de GWHP en el marco de la interferencia térmica entre sistemas.
También destaca la importancia de la monitorización y el control continuos de los sistemas geotérmicos poco profundos como base para la gestión sostenible de los recursos hídricos y de energía renovable asociados. Sin embargo, el enfoque de gestión propuesto añade una limitación adicional para los operadores de sistemas geotérmicos poco profundos, y la pérdida potencial de la eficiencia técnica debe ser objeto de un debate más detenido.
El estudio propone la necesidad de seguir investigando para determinar si los regímenes de explotación propuestos son viables en diferentes entornos hidrogeológicos o, al menos, en las condiciones hidrogeológicas específicas de las ciudades estudiadas. El aumento de los caudales no siempre es factible debido a la baja permeabilidad hidráulica del acuífero. Además, los parámetros hidráulicos y térmicos deben explorarse con mayor detalle. Para futuras investigaciones, se sugiere implementar las alternativas de explotación optimizadas calculadas utilizando el enfoque propuesto en modelos numéricos.
Segín informa Heraldo de Aragón, el aprovechamiento geotérmico de baja entalpía tiene un potente desarrollo en Zaragoza. La ciudad se asienta sobre un acuífero altamente productivo que le brinda una excelente oportunidad para esta técnica. Tras unas tres décadas de implementación de este tipo de sistemas, en Zaragoza existen unas 60 grandes instalaciones de aprovechamiento geotérmico para climatización, generalmente en edificios e infraestructuras públicas, con una potencia instalada del orden de 110 MWt sólo para la generación de frío. Actualmente el estado del arte de esta tecnología está suficientemente maduro. Los siguientes retos tienen más que ver con la gestión: el ordenamiento de los sistemas de aprovechamiento geotérmico para evitar interferencias térmicas, los sistemas de monitorización en tiempo real para mejorar la eficiencia de cada sistema, y los sistemas de mantenimiento de los pozos de inyección constituyen, probablemente, los aspectos más emergentes en la actualidad.