Intercambio de calor con el suelo en edificios

En los jardines que circundan los edificios de la Escuela T¨¦cnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Polit¨¦cnica 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 climatizaci¨®n de 12 despachos y un aula del Departamento de Termodin¨¢mica Aplicada de la UPV.

La instalaci¨®n, desarrollada por un grupo de investigadores coordinado por los profesores Javier Urchuegu¨ªa y Jos¨¦ Miguel Corber¨¢n del Instituto de Ingenier¨ªa Energ¨¦tica de la UPV, pretende demostrar que la utilizaci¨®n de la transferencia de calor con el suelo redundar¨ªa en sistemas de calefacci¨®n y refrigeraci¨®n de edificios con un rendimiento energ¨¦tico sustancialmente mayor que el de los sistemas de climatizaci¨®n convencionales. Dicho enfoque viene siendo ampliamente utilizado en Estados Unidos y en el norte de Europa, pero no ha tenido apenas repercusi¨®n en nuestro entorno. Esta l¨ªnea de investigaci¨®n ha merecido el apoyo tanto de la Uni¨®n Europea como del Ministerio de Econom¨ªa.

El equipo investigador ha establecido un vasto programa de trabajo que recoge desde el an¨¢lisis te¨®rico de estos sistemas hasta el desarrollo ¨²ltimo de la instalaci¨®n prototipo. Los experimentos van encaminados a mostrar que puede obtenerse el 75% de la energ¨ªa empleada en la calefacci¨®n y refrigeraci¨®n del edificio a partir del calor residual del suelo -de car¨¢cter renovable- mientras que s¨®lo un 25% se tomar¨¢ directamente de la red el¨¦ctrica.

Las investigaciones en desarrollo indican que la incorporaci¨®n de estos nuevos sistemas de climatizaci¨®n en los edificios de nuestro pa¨ªs presentar¨ªa grandes ventajas, entre las que podemos citar desde la eliminaci¨®n del impacto est¨¦tico de las enfriadoras de aire en techos o las unidades split en fachadas (con la correspondiente eliminaci¨®n de condensados y disminuci¨®n de ruidos) hasta una mayor durabilidad del sistema por las menores oscilaciones t¨¦rmicas a que se ve sometido. Pero su principal aportaci¨®n ser¨ªa, en definitiva, la posibilidad de un ahorro estimado en torno al 50% de la energ¨ªa primaria consumida en la climatizaci¨®n de los edificios en comparaci¨®n con los consumos de los sistemas convencionalmente utilizados, basados en el intercambio t¨¦rmico con el aire.

La iniciativa aborda plenamente los retos que emergen del protocolo de Kyoto, que establece en su art¨ªculo 2 la necesidad de seguir elaborando pol¨ªticas relativas al fomento de la eficiencia energ¨¦tica en los sectores pertinentes de la econom¨ªa nacional. En la l¨ªnea de compromiso con dicho protocolo por parte de la Uni¨®n Europea se est¨¢n desarrollando importantes proyectos para mejorar los consumos energ¨¦ticos en los edificios, entre los que cabr¨ªa destacar la Directiva 2002/91/CE, del parlamento Europeo y del Consejo. De esta manera se pretende limitar el consumo de energ¨ªa, y por tanto, de las emisiones de di¨®xido de carbono del sector de la vivienda y de los servicios. Este sector, compuesto en su mayor¨ªa por edificios, absorbe en su conjunto el 40% del consumo final de energ¨ªa de la Uni¨®n Europea (Fuente: Agencia Valenciana de la Energ¨ªa).

De entre las opciones m¨¢s interesantes para avanzar en esta l¨ªnea de ahorro energ¨¦tico se destaca el empleo de energ¨ªas renovables como alternativa al consumo tradicional de petr¨®leo, carb¨®n, gas o energ¨ªa nuclear. Entre ellas se maneja habitualmente la hidr¨¢ulica, la e¨®lica, la solar (t¨¦rmica o fotovoltaica) o la biomasa. En las investigaciones que hemos recogido en este art¨ªculo se hace uso de otra fuente renovable menos conocida y que, sin embargo, ofrece grandes posibilidades: la geot¨¦rmica. Aunque generalmente tal t¨¦rmino se asocia a la idea de extraer energ¨ªa de fuentes calientes de origen volc¨¢nico, aqu¨ª nos hemos referido a la posibilidad de intercambiar calor con el suelo para dise?ar sistemas de calefacci¨®n y refrigeraci¨®n energ¨¦ticamente m¨¢s eficientes.

Pedro Fern¨¢ndez de C¨®rdoba es profesor de la Escuela T¨¦cnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Polit¨¦cnica de Valencia.