La necesidad medioambiental por reducir el uso de combustibles fósiles ha fomentado la innovación de nuevas formas de generar una climatización más responsable. Esto ha llevado a un incremento de las instalaciones verdes y al desarrollo de nuevas tecnologías en los sistemas de climatización de los edificios para que sean más eficientes. Uno de los casos de estas innovaciones son la geotermia o la aerotermia.
Para proteger el medioambiente se están lanzando varias normativas desde la Unión Europea. Por ejemplo, ya en 2013, con la Orden FOM/1635/2013, se actualizaba el Documento Básico DB-HE “Ahorro de Energía” para introducir nuevas medidas en el Código Técnico de Edificación que ayudasen a alcanzar los objetivos marcados por Naciones Unidas en su lucha contra el cambio climático.
Se debe tener en cuenta que el consumo energético de los edificios supone un 40% del total, por lo que, si se quieren reducir las emisiones de CO₂ derivadas de este consumo, es necesario encontrar fórmulas más eficientes. Al mismo tiempo, no se puede descuidar la necesidad de cubrir las demandas de los usuarios de esos edificios y proveer los estándares de confort térmico que garanticen su bienestar.
Tanto la geotermia como la aerotermia son dos sistemas de climatización y ACS capaces de suplir la demanda energética de los edificios de manera eficiente y eficaz, obteniendo un consumo energético mínimo y una reducción en emisiones de gases de efecto invernadero. Ambas tecnologías se adecúan a las especificaciones técnicas en función del perfil del edificio (su uso) y las condiciones climatológicas del lugar en el se encuentre.
La geotermia y la aerotermia son tecnologías que permiten extraer energía de elementos naturales utilizando una bomba de calor. Se trata, pues, de dos sistemas con un funcionamiento similar, aunque se nutren de fuentes de energía diferentes. Básicamente, en el caso de la aerotermia, la energía se extrae del aire ambiente; mientras que, en la geotermia, procede del suelo.
Qué es y cómo funciona la aerotermia
Se considera energía aerotérmica a aquella que, basándose en los principios de la termodinámica, aprovecha la energía del aire ambiente para climatizar y producir agua caliente sanitaria (ACS).
Para ello, se utiliza un circuito relativamente sencillo que consta de tres partes principales: una unidad exterior que recibe el aire ambiente, una bomba de calor que traslada la energía térmica hacia el interior (o al revés si se trata de un sistema reversible, con intercambiador de calor, capaz de funcionar como refrigeración) y una unidad interior que distribuye el calor por la instalación.
Desde el circuito primario, el exterior, se absorbe el aire, y este entra en contacto con un fluido refrigerante que pasa por un evaporador que absorbe la energía térmica, transformando el líquido a estado gaseoso. Entonces, el fluido en estado gaseoso pasa por un compresor que aumenta su temperatura y presión, y la válvula de expansión obliga a este fluido gaseoso de alta temperatura a pasar por un condensador donde cede su energía y vuelve a su estado original (líquido). El calor se queda en la unidad interior tras pasar por el condensador, mientras que el líquido vuelve por el circuito hasta el evaporador de la unidad exterior. En el interior, el calor se distribuye dependiendo del sistema que se haya elegido: tuberías, radiadores, suelo radiante, termos, etc.
Qué es y cómo funciona la geotermia
La principal diferencia entre la geotermia y la aerotermia es la fuente de energía térmica, pero el sistema de climatización funciona de manera similar.
La energía geotérmica se obtiene de las capas interiores del suelo o de las aguas subterráneas. En España, se puede extraer a partir de apenas 1’5 metros de profundidad. Esta energía se mantiene prácticamente a la misma temperatura todo el año, 10-15°C. Aun así, para crear sistemas más eficaces, existen dos tipos de instalaciones geotérmicas:
- Por captación horizontal o en superficie: su coste es menor, pero requiere más superficie de terreno para su instalación, entre el 1’5 y el doble de la superficie que se quiere climatizar. Se puede obtener calor del suelo desde los 60 cm (hasta los 5 metros), pero el clima puede afectar a su eficacia.
- Por captación vertical o por perforaciones: la obtención de calor se realiza a mayor profundidad, lo que garantiza una temperatura constante.
Excepto por el origen de la fuente de energía térmica, el funcionamiento de un sistema geotérmico es similar al de la aerotermia. En el exterior, hay un circuito líquido refrigerante que absorbe el calor que los captadores han extraído del suelo; se eleva su temperatura en el compresor hasta pasar a estado gaseoso y llega al condensador, donde se extrae el calor que va al circuito interior. Al perder el calor, el gas se enfría y vuelve a estado líquido.
Comparativa entre geotermia o aerotermia
Visto cómo funciona cada sistema, es comprensible que las cuestiones principales para elegir entre geotermia y aerotermia estén relacionadas con el coste de la instalación y las características del emplazamiento del edificio que se quiere climatizar.
El precio de una instalación geotérmica, incluso si es por captación horizontal, es más elevado que el de la aerotermia, lo cual significa que se necesitan más años para su amortización. Según un estudio reciente de la Universidad de Cantabria, en una vivienda unifamiliar con un consumo medio, la instalación de aerotermia estaría amortizada en 9 años. Para una instalación geotérmica, pese a que su eficiencia energética es mayor, se necesitaría más.
Hay que tener en cuenta que el único consumo energético necesario en la geotermia y aerotermia se da para poner en funcionamiento el sistema, básicamente, la bomba de calor. En el caso de la geotermia, el flujo de energía térmica es más constante que en la aerotermia, donde las diferencias de temperatura, al ser aire ambiente, fluctúan. Por lo tanto, la variación en el consumo de la bomba de calor en aerotermia es mucho mayor que en la geotermia.
Ahora bien, también hay que considerar los gastos de mantenimiento. En el caso de la aerotermia, estos sistemas no necesitan demasiados cuidados, pero es que, en los geotérmicos, el mantenimiento es prácticamente nulo.
Otra de las ventajas de extraer el calor del suelo en lugar de hacerlo del ambiente exterior es que se evitan las corrientes de aire, lo cual puede ser beneficioso para las personas con alergias o problemas respiratorios. Sin embargo, el principal problema de este sistema es que, para su instalación, es necesario disponer de terreno adicional a la edificación, mientras que en la aerotermia apenas se necesita un espacio extra para alojar la bomba de calor y poco más. Aun así, si se dan las circunstancias adecuadas, especialmente en grandes complejos, las instalaciones de geotermia son una gran opción por su consumo energético prácticamente nulo y sus altas prestaciones.
Buen ejemplo de las ventajas que suponen los sistemas de geotermia y aerotermia lo podemos observar en las instalaciones que llevamos a cabo para Hipotels Playa de Palma. Su sistema de geotermia abierta, el mayor de las Islas Baleares, mueve un millón de litros de agua de mar por hora; este se combina con aerotermia y ambos se alimentan de energía solar gracias a la instalación de placas fotovoltaicas. Este sistema integral de climatización y alimentación eléctrica con energías renovables convierten a los edificios de este complejo hotelero en edificios nZEB, de consumo energético casi cero.
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