Intercambio de calor con el suelo en edificios

En los jardines que circundan los edificios de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) se ha construido un novedoso sistema experimental que va a permitir el aprovechamiento del intercambio de calor con el suelo para la climatización de 12 despachos y un aula del Departamento de Termodinámica Aplicada de la UPV.

La instalación, desarrollada por un grupo de investigadores coordinado por los profesores Javier Urchueguía y José Miguel Corberán del Instituto de Ingeniería Energética de la UPV, pretende demostrar que la utilización de la transferencia de calor con el suelo redundaría en sistemas de calefacción y refrigeración de edificios con un rendimiento energético sustancialmente mayor que el de los sistemas de climatización convencionales. Dicho enfoque viene siendo ampliamente utilizado en Estados Unidos y en el norte de Europa, pero no ha tenido apenas repercusión en nuestro entorno. Esta línea de investigación ha merecido el apoyo tanto de la Unión Europea como del Ministerio de Economía.

El equipo investigador ha establecido un vasto programa de trabajo que recoge desde el análisis teórico de estos sistemas hasta el desarrollo último de la instalación prototipo. Los experimentos van encaminados a mostrar que puede obtenerse el 75% de la energía empleada en la calefacción y refrigeración del edificio a partir del calor residual del suelo -de carácter renovable- mientras que sólo un 25% se tomará directamente de la red eléctrica.

Las investigaciones en desarrollo indican que la incorporación de estos nuevos sistemas de climatización en los edificios de nuestro país presentaría grandes ventajas, entre las que podemos citar desde la eliminación del impacto estético de las enfriadoras de aire en techos o las unidades split en fachadas (con la correspondiente eliminación de condensados y disminución de ruidos) hasta una mayor durabilidad del sistema por las menores oscilaciones térmicas a que se ve sometido. Pero su principal aportación sería, en definitiva, la posibilidad de un ahorro estimado en torno al 50% de la energía primaria consumida en la climatización de los edificios en comparación con los consumos de los sistemas convencionalmente utilizados, basados en el intercambio térmico con el aire.

La iniciativa aborda plenamente los retos que emergen del protocolo de Kyoto, que establece en su artículo 2 la necesidad de seguir elaborando políticas relativas al fomento de la eficiencia energética en los sectores pertinentes de la economía nacional. En la línea de compromiso con dicho protocolo por parte de la Unión Europea se están desarrollando importantes proyectos para mejorar los consumos energéticos en los edificios, entre los que cabría destacar la Directiva 2002/91/CE, del parlamento Europeo y del Consejo. De esta manera se pretende limitar el consumo de energía, y por tanto, de las emisiones de dióxido de carbono del sector de la vivienda y de los servicios. Este sector, compuesto en su mayoría por edificios, absorbe en su conjunto el 40% del consumo final de energía de la Unión Europea (Fuente: Agencia Valenciana de la Energía).

De entre las opciones más interesantes para avanzar en esta línea de ahorro energético se destaca el empleo de energías renovables como alternativa al consumo tradicional de petróleo, carbón, gas o energía nuclear. Entre ellas se maneja habitualmente la hidráulica, la eólica, la solar (térmica o fotovoltaica) o la biomasa. En las investigaciones que hemos recogido en este artículo se hace uso de otra fuente renovable menos conocida y que, sin embargo, ofrece grandes posibilidades: la geotérmica. Aunque generalmente tal término se asocia a la idea de extraer energía de fuentes calientes de origen volcánico, aquí nos hemos referido a la posibilidad de intercambiar calor con el suelo para diseñar sistemas de calefacción y refrigeración energéticamente más eficientes.

Pedro Fernández de Córdoba es profesor de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Valencia.