Geotermia y Aerotermia: Alternativas Maduras para Cumplir Metas ASG
Es de todos conocido que los temas Ambientales, Sociales y de Gobernanza (ASG) han tomado una mayor relevancia y se han convertido en un factor decisivo para el sector financiero al momento de buscar y elegir dónde colocan sus recursos, lo cual ha provocado que se incremente la búsqueda de proyectos sostenibles alrededor del mundo.
En ese sentido, muchos de nuestros clientes han comenzado a interesarse en adoptar esta nueva tendencia, buscando recursos que les permita abordar los principales desafíos globales, como el cambio climático por lo que están cada vez más conscientes de la necesidad de cumplir con las condiciones ASG que sus inversionistas y algunos de sus propios clientes les requieren. Por esta razón, continuamente nos piden alternativas que pudieran aplicar para demostrar los resulta- dos medibles obtenidos, producto de sus esfuerzos.
Existe un universo de posibilidades, sin embargo, una de las ideas que típicamente evaluamos es referente a la posibilidad de que las edificaciones de nuestros clientes sean más eficientes a la hora de controlar (i) la temperatura ambiental dentro de sus propias instalaciones, ya sea un edificio de oficinas o incluso naves industriales, así como con (ii) los registros en el consumo de agua caliente o fría para sus procesos.
Es de todos conocido que en el sur de los EEUU y en buena parte del territorio mexicano estamos pasando por una racha de sequía que tiene por efecto incrementar el precio del gas natural debido a que aumenta la demanda del mismo para generar electricidad. La población y las empresas requieren consumir mayor cantidad de energía para refrigerar las instalaciones, por lo que es importante pensar en fuentes alternativas que sean amigables con el medio ambiente y que nos permitan reducir la huella de carbono mientras se intenta reducir su factura energética. con el medio ambiente y que nos permitan reducir la huella de carbono mientras se intenta reducir su factura energética.
En ese sentido, como una solución potencial, y menos adoptada, hemos propuesto evaluar la implementación de tecnología geotérmica o aerotérmica, la cual en nuestro país, a pesar de que su ubicación geográfica lo posiciona en uno de los sitios del mundo con mayor capacidad de explotación, no ha sido del todo aprovechada, principalmente por desconocimiento o su poca difusión, pero que tiene la capacidad de ofrecer resultados muy interesantes para ciertos perfiles.
Tanto la geotermia como la aerotermia proveen formas de calefacción de manera eficiente y que, por tanto, suponen ahorros considerables en la factura energética. De acuerdo con la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos, la climatización con intercambio geotérmico es la mejor técnica disponible para la generación de calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria en todo tipo de edificios (residencial, comercial e industrial). Ambas son tecnologías maduras que se conocen y utilizan con buenos resultados en países como Alemania, Austria, Suiza, Suecia y Francia, donde el aprovechamiento de esta energía se realiza desde hace más de 40 años.
La geotermia, que es la que ofrece el mayor potencial, es el sistema que más energía térmica aporta a calefacción en relación con su consumo. Algunos analistas aseguran que por cada kWh que consuma, aporta cinco kWh de energía térmica a la instalación. Esos cuatro kWh renovables los capta del intercambio de calor contenido en las profundidades de la tierra; y ahí es donde está el valor, ya que es una fuente inagotable y está disponible en prácticamente cualquier lugar del planeta. Produce calor y frío simultánea- mente, lo que permite aprovecharlo para distintos usos, ya sea enfriando el edificio y precalentando agua para algunos procesos industriales, entre otros.
La geotermia, que es la que ofrece el mayor potencial, es el sistema que más energía térmica aporta a calefacción en relación con su consumo. Algunos analistas aseguran que por cada kWh que consuma, aporta cinco kWh de energía térmica a la instalación. Esos cuatro kWh renovables los capta del intercambio de calor contenido en las profundidades de la tierra; y ahí es donde está el valor, ya que es una fuente inagotable y está disponible en prácticamente cualquier lugar del planeta. Produce calor y frío simultánea- mente, lo que permite aprovecharlo para distintos usos, ya sea enfriando el edificio y precalentando agua para algunos procesos industriales, entre otros.
La bomba de calor, el cual es uno de los componentes principales del sistema, requiere consumir energía para operar, la cual se puede reducir o eliminar si se combina con un sistema de generación fotovoltaico en sitio, lo que permite cerrar el sistema, haciéndolo cien por ciento autosuficiente y renovable.
La forma en que opera el sistema geotérmico está basada en el intercambiador de calor geotérmico, el cual lo localizamos en el subsuelo, ya sea de manera horizontal, a baja profundidad, vertical o a mayor profundidad, en caso que se requiera mayor capacidad de intercambio. Los intercambiadores son tuberías que son enterradas perforando el suelo a una profundidad de entre 80 y 140 metros para el caso de las verticales (entre 2 y 3m para las horizontales), en función de la potencia instalada y conductividad del terreno. La tubería, o sonda, como se le conoce en el medio, contiene líquido caloportador (parecido al liquido anticongelante que usamos en nuestros vehículos), que al estar circulando en el sistema recoge la temperatura del subsuelo.
Típicamente el suelo se encuentra a una temperatura constante alrededor de 15°C a una profundidad de entre 5 a 10 metros debido a la inercia térmica del suelo, que almacena el calor del sol. A partir de los 10 metros de profundidad, la temperatura tiende a incrementar alrededor de 3°C cada 100 metros.
Este sistema de tuberías se conecta a una bomba de calor. Los intercambiadores geotérmicos captan la energía del subsuelo a una temperatura relativamente baja y mediante el uso de una bomba de calor se incrementa la temperatura hasta el nivel requerido. En verano, el proceso se invierte inyectando en la tierra el calor procedente de la refrigeración.
La bomba geotérmica hace que el líquido caloportador llegue al evaporador, donde se halla un fluido refrigerante a una temperatura de entre -5 y 0°C. Ahí es donde se produce la magia: Como el líquido calo- portador de las tuberías enterradas está más caliente que el fluido refrigerante, se produce un intercambio de calor, haciendo que el fluido refrigerante se caliente y se evapore. Los dos líquidos nunca llegan a tocarse, sino que intercambian el calor por la cercanía de las tuberías.
El fluido refrigerante, ahora en estado gaseoso debido a que recibió el calor (energía) del caloportador, pasa por un compresor que, accionado con energía eléctrica, aumenta la presión del vapor refrigerante, consiguiendo así que éste último incremente su temperatura hasta 60-90oC. En ese punto, el fluido refrigerante ya se encuentra en estado gaseoso, por lo que en entra en el condensador, por el que también pasa la tubería del sistema de calefacción (HVAC). La tubería de vapor cede calor a la del agua, haciendo que el agua se caliente y proporcione calefacción por radiación a la edificación o para usarla directamente a algún proceso industrial que requiera de agua caliente. El ciclo se repite al momento en que el fluido refrigerante, una vez que aportó su calor con- tenido, regresa a su estado líquido y pasa por una válvula de expansión para reducir su presión y termina de bajar su temperatura para llegar de nuevo al evaporador. Si lo que se busca es frío, entonces el sistema se trabaja en el sentido inverso.
La aerotermia es un concepto parecido, y se basa en una tecnología que extrae energía contenida en aire de la atmósfera, la cual contiene la energía que emite el sol, aunque los costos de la tecnología actual todavía no son muy competitivos vis-a-vis calefacción convencional, esto se irá revirtiendo en el futuro cercano.
Muchas empresas, principalmente europeas, han instalado estos sistemas con éxito en el pasado reciente, pero principalmente se destacan aquellas del área de alimentos, textiles y minería, en las que sus procesos requieren refrigeración o calentamiento de fluidos de procesos y producción de agua caliente sanitaria.
La implementación de estas tecnologías no es genérica ni barata y cada situación es distinta, por lo que es recomendable hacer un caso de negocio y un análisis a fondo de las necesidades y las limitantes de recursos de calor que el sitio presenta con la intención de evaluar la viabilidad económico-financiera de esta solución en sus instalaciones.
En Acclaim Energy, en conjunto con nuestro socio Cornerstone, estamos listos para ayudarlo a desarrollar su estrategia para implementar sus objetivos ASG de manera profesional, lo invitamos a descargar y leer nuestro whitepaper “¿Qué es ESG? y su Tendiente Crecimiento” en nuestra página www.acclaimenergy.com.mx.
