Cimentación termoactiva

artículo del interesantísimo blog http://wp.cienciaycemento.com/

La cimentación termoactiva (TABS, Thermo Active Building Systems) es una tecnología  de aprovechamiento energético para la climatización del edficio mediante el empleo de la geotérmica y la utilización de los elementos de la estructura de hormigón armado de la cimentación, como pilotes y pantallas, aunque en algunos casos se puede utilizar otras estructuras.

Este tipo de cimentaciones se basa en el aprovechamiento de la temperatura constante del terreno a poca profundidad para mejorar el rendimiento de las bombas de calor. En invierno transfiere calor del subsuelo al edificio, mientras que en verano funcionaria a la inversa transfiriendo el calor del edifico al subsuelo, refrigerando al edificio.

La captación de la energía geotérmica necesita de bombas de calor geotérmicas y sondas intercambiadoras de calor que se introducen en el subsuelo para un contacto directo, por lo que es necesario un extensión de terreno para este campo de captación. Otra opción, para evitar el uso de un campo de captación, es la que estamos viendo al utilizar las diferentes estructuras de cimentación del edificio u otras que estén en contacto directo con el terreno como campo de captación.

En estas estructuras, el intercambio geotérmico se realiza por medio de un circuito cerrado instalado en las armaduras de la cimentación. Este circuito cerrado está formado por tubos “sondas geotérmicas” a través de los cuales circula agua o agua con anticongelante, produciéndose un intercambio de calor entre este fluido y el terreno. El fluido es conducido a una “bomba de calor geotérmica” generando la energía suficiente para la completa climatización de un edificio.

Estudio Previo

Por lo que respecta al uso de una cimentación termoactiva es necesario realizar unos estudios previos para conocer de antemano las condiciones del terreno, validar su implantación y diseñar adecuadamente. Por lo que es importante conocer:

• Características geotécnicas de los estratos del subsuelo en que han de hincarse las cimentaciones activas.
• Nivel de la capa freática, oscilaciones anuales, dirección y velocidad de flujo.
• Características del terreno necesarias para definir el potencial geotérmico: capacidad térmica volumétrica, conductividad térmica y permeabilidad.
• Existencia o ausencia de manantiales cercanos o construcciones subterráneas que desvíen o calienten las aguas freáticas.
• Temperatura máxima, mínima y media anual del subsuelo.

Sistema de intercambiador

Una vez concoidas las condiciones geotérmicas de nuestro terreno y debemos seleccionar el sistema de intercambiador geotérmico que puede ser abierto o cerrado

• Sistemas abiertos: normalmente asociados a fuentes de agua subterráneas. Generalmente se necesitan dos pozos, uno de extracción y otro de inyección, separados una distancia suficiente como para no afectarse. Se requiere una permeabilidad suficiente para poder extraer un caudal adecuado con poca subsistencia y buena calidad de agua para evitar corrosión, atascos y desgaste de tuberías.

• Sistemas cerrados: el lazo de colectores del terreno es en circuito cerrado. Es el sistema habitual en bombas de calor geotérmicas con foco frío en el suelo. Dentro de este sistema podemos dividir en colectores horizontales o verticales.

 Ventajas e inconvenientes

Las principales ventajas del uso de una cimentación termoactiva:

1. Todas las ventajas propias de la geotérmica como energía renovable y en términos de eficiencia energética.
2. Económica, aunque necesite una inversión inicial, su amortización supone un ahorro económico en su vida útil
3. Impacto arquitectónico o visual nulo.
4. Independencia del clima externo
5. Larga vida útil, siempre que se empleen materiales adecuados

Mientras que la principal inconveniente:

1. En función de las necesidades energéticas, la mayoría de los casos no cubre el 100% de demanda aprovechando sólo la cimentación, debido a la profundidad menor de las sondas verticales.

Normativa

En lo referente a normativa, el Código Técnico de la Edificación (CTE), DB-HE “Ahorro de Energía”, exige la aplicación mínima de energías térmicas renovables solar y fotovoltaica para la edificación y abastecimiento de agua caliente sanitaria, pero deja una puerta abierta a otras energías renovables o alternativas de ahorro energético. Entre estas otras alternativas tienen cabida las instalaciones para el aprovechamiento de energía geotérmica.

Conclusión

La conjunción de un adecuado estudio previo y diseño, permitirán que en cada proyecto se pueda realizar un diseño optimizado de un sistema de bomba de calor geotérmica, obteniendo edificios más eficientes con los beneficios económicos que suponen para el usuario y de emisiones de CO2 para la sociedad.

Aunque la normativa deje la puerta abierta pasa su posible alternancia con la energía solar en edificios  de poca exposición solar, no debemos olvidar que en este caso el CTE habla de obligaciones mínimas y que debemos buscar edificios “0 emisiones” que con la subida del coste de la energía son inversiones amortizables y rentables.

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