Como construir una casa con energía geotérmica

¿Quién no quiere construir una casa que no gaste energía? Hoy en día prácticamente todos los clientes que llegan al estudio nos piden casas de consumo nulo, pero ¿cuál es el coste real de conseguir olvidarse de los recibos de energía? ¿Es viable hacer una casa con energía geotérmica?

Hoy analizamos a fondo el funcionamiento y la rentabilidad de la energía geotérmica y vemos en qué casos conviene instalarla y en qué casos os recomendaríamos otros tipos de energía.

Y es que si bien, la energía solar es la más extendida y de obligatoria instalación en las viviendas plurifamiliares que se construyen desde 2006, fuentes alternativas como la biomasa o la geotermia son menos habituales y no es casualidad. Cada proyecto y cada familia tiene sus propias necesidades y es importante valorar en cada caso, qué fuente de energía será más rentable.

Veamos en detalle de que va esto de construir una casa con energía geotérmica y en qué casos es recomendable utilizarla.

Construir una casa con energía geotérmica

Construir una casa con energía geotérmica no requiere grandes y complejas instalaciones, sino que, dentro de la vivienda, sólo hace falta una pequeña sala de máquinas que, en función de la demanda de cada caso, tiene unas dimensiones aproximadas de 1,5 x 1,5m.

Aunque no es imprescindible y dependerá del tipo de intercambiador que instalemos se recomienda que conste de una buena ventilación puesto que, si bien no genera olores ni gases, es conveniente que la maquinaria esté aireada y ventilada.

De entre todas las energías renovables, la instalación de energía geotérmica es la que requiere una mayor inversión inicial, y por ello es muy importante evaluar la rentabilidad a medio y largo plazo y ver si en nuestro caso se va a amortizar.

Por el contrario y a pesar de posibles fallos en los tubos, la geotérmica es es la más duradera entre los sistemas renovables.

Instalación de una casa con energía geotérmica

La instalación de una casa con energía geotérmica requiere una pequeña sala de máquinas, como ya hemos comentado y unas perforaciones en el suelo. Los pozos suelen situarse debajo de la misma vivienda aprovechando que ya hay que excavar para construir los cimientos, pero también se pueden instalar de forma superficial si tenemos suficiente terreno. El tubo se pasa en el mismo momento que se realiza la perforación y aparte de momento de la perforación, se trata de un sistema totalmente insonoro.

El sistema más habitual para construir una casa con energía geotérmica es mediante pozos verticales, es decir, perforaciones que van a buscar cierta profundidad en el subsuelo para conseguir una temperatura lo más constante posible.

Es el sistema que tiene un mayor coste, debido a la maquinaria y el esfuerzo que se necesita para excavar, pero es a la vez el que tiene mayor rendimiento y el que precisa de menos espacio para ejecutarse.

Elementos de una instalación geotérmica

Por muy compleja que pueda parecer la instalación de una casa con energía geotérmica, consta de dos elementos básicos: los pozos y la bomba de calor. A partir de aquí, la instalación se puede conectar con el sistema de climatización propio de la casa (como puede ser un suelo radiante o un sistema de radiadores) o aprovecharla para un uso concreto como podría ser calentar el agua.

Pozos para cubrir las necesidades

Los pozos son las perforaciones que se hacen casi siempre bajo la misma vivienda y suelen tener una profundidad de entre 80 y 150 metros. Tanto la profundidad de los pozos como el número de ellos dependerá de la demanda energética en cada caso particular. El 90% de las viviendas unifamiliares en las que se instala un sistema de energía geotérmica cubren sus necesidades con una instalación de 1 o 2 pozos.

En general se suele decir que necesitamos tantos metros de perforación subterránea como metros cuadrados de casa, es decir para una casa de 160 m2 necesitaremos perforar al menos dos pozos de 80 metros de profundidad.

Hasta cierto punto es verdad que, a mayor profundidad, más calor se consigue, pero para que realmente se note el cambio hay que bajar de 100 en 100 metros. Cada 100 metros de profundidad ganaremos un grado, lo que implica que en profundidades de hasta 150 metros, no será excesivamente relevante.

Los conductos de los pozos, que son en forma de U, pueden ser simples o dobles.

Los simples son más económicos, pero los de doble U tienen un 15% más de rendimiento que los primeros, por lo que hace falta trabajar a menos profundidad con ellos. Menos profundidad implica muchas veces reducir la excavación y su coste, aunque no haya una gran diferencia.

Los conductos forman un circuito cerrado por el que circula un líquido con alta capacidad de intercambio de calor. Al pasar por los pozos, este fluido alcanza los 15ºC, que es la temperatura estable del subsuelo.

Bomba de calor para el sistema de climatización

La función de la bomba de calor es coger el calor que hemos conseguido mediante los pozos y trasladarlo a nuestro sistema de climatización. En este sentido, funciona de forma parecida a una nevera. La nevera no genera frío en sí, sino que coge el calor que hay dentro y lo expulsa para que los alimentos se conserven en un ambiente frío, es decir, en ausencia de calor.

Lo que hace la bomba de calor en una casa con energía geotérmica es mover el calor del subsuelo a la vivienda en invierno o al revés en verano.

El líquido portador de calor que recorre las sondas de la instalación parte de una temperatura baja de unos 5ºC aproximadamente. Después de circular por los pozos verticales instalados en el subsuelo regresa a la bomba de calor, concretamente al evaporador, con una temperatura algo superior, entre 12 y 16ºC en función de la época del año.

Como su nombre indica, lo que hace el evaporador es convertir este líquido que ha pasado por las sondas, en gas.

El gas, que aún está frío, es aspirado por el compresor y lo comprime para que aumente su presión y su temperatura y se convierta en un gas caliente a unos 75ºC.

Este gas caliente llega al condensador, que es el elemento que se encarga de transferir el calor producido a través de la bomba de calor al sistema de climatización o al de generación de agua caliente.

Como gran parte del calor se transfiere para ser usado en la vivienda, el gas se vuelve a templar y se hace pasar por una válvula de expansión que disminuye su presión y temperatura y lo deja preparado para volver a empezar el ciclo.

Resumiendo un poco, tendremos una bomba de calor que cogerá el calor que consigamos del subsuelo, aumentará su presión y su temperatura y logrará destinarlo al uso de la vivienda, bien sea algún sistema de climatización o para calentar el ACS –agua caliente sanitaria-.

Sistema de climatización con energía geotérmica

En una casa con energía geotérmica, lo más recomendable es usar suelo radiante para climatizar la vivienda. Algunos sistemas radiantes permiten su funcionamiento tanto con agua fría como caliente, por lo que no hará falta tener un sistema refrigerante -como el aire acondicionado- además del suelo radiante.

Una de las ventajas que tiene es que no necesita el agua a una temperatura tan alta como otras instalaciones de calefacción. Mientras que los radiadores convencionales utilizan agua a 60ºC, el suelo radiante funciona con una temperatura de unos 30-35ºC. Esto implica un considerable ahorro energético al calentar el agua del sistema de calefacción.

Otros sistemas de energía geotérmica

Si bien la instalación de pozos verticales es el sistema más común, también existen 2 opciones más para aprovechar la energía geotérmica del subsuelo: los pozos horizontales y las captaciones freáticas.

Pozos horizontales

Los pozos horizontales son muy parecidos a los verticales, pero en vez de perforar en el suelo, éstos se extienden de forma horizontal por el terreno a una profundidad de unos 2 metros aproximadamente.

Su coste es menor que el de los pozos verticales ya que no requiere excavaciones tan profundas pero, aparte de requerir más superficie, es un sistema que está más expuesto a los cambios de temperatura y tiene un rendimiento más bajo.

Encima de la superficie ocupada por los conductos no se recomienda plantar árboles ni se puede colocar pavimento o construir en ella. Esto da como resultado una zona del terreno en la que deberemos plantar césped o dejar el terreno natural.

Captaciones freáticas

También existen lo que se llama las captaciones freáticas. Se trata de un sistema mucho menos frecuente ya que sólo se puede hacer en determinadas zonas con acuíferos que tengan agua en constante renovación.

En este caso, se trata de un circuito abierto que, de la misma forma que coge agua de un acuífero, vuelve a liberarlo una vez lo hemos aprovechado para la vivienda. La idea es la misma, aprovechar el calor de debajo tierra a través del agua –u otro líquido- para una casa. La diferencia está en que, en este caso, el líquido que lleva el calor es el agua de los acuíferos en vez del líquido portante de calor que tenemos en los sistemas de pozos.

Cuánto cuesta una casa con energía geotérmica

La instalación de una casa con energía geotérmica implica una fuerte inversión inicial que no en todos los casos se amortiza rápidamente. De hecho, la instalación de energía geotérmica solo se suele recomendar en casos en los que la demanda energética es muy elevada como casas de grandes dimensiones o en el caso de necesitar climatizar una piscina.

Más allá de estos casos, la rentabilidad puede ser a muy largo plazo y es necesario evaluar si vale la pena ir a un tipo de energía más económica como la energía solar tanto térmica como fotovoltaica o bien otros tipos de energía mediante combustibles como la biomasa o mediante electricidad como la aerotermia.

Hoy en día construir una casa con energía geotérmica requiere una inversión media de entre 15.000 y 30.000 euros en función de la demanda energética de la vivienda y de las características del terreno en el que se sitúe.

Esto hace que la instalación de este sistema se amortice en 5 – 10 años y, con un correcto mantenimiento, la instalación puede durar hasta 50 años sin problemas.