El campus de Mieres proyecta calentar las casas al mismo tiempo que se previenen inundaciones

Los hogares europeos deberán adaptarse en poco tiempo a los objetivos de descarbonización de la economía continental, requerimiento que va unido a la necesidad de independencia energética, sobre todo tras los episodios vinculados a la guerra de Ucrania. Este contexto empuja a la transformación de los sistemas de calefacción desde los combustibles fósiles hacia la energía limpia de las bombas de calor. En el marco de esta línea de actuación, en la Escuela Politécnica de Mieres están desarrollando un proyecto orientado a aprovechar la geotermia superficial para calentar o enfriar edificios. El proyecto plantea utilizar conducciones bajo los sistemas de drenaje sostenible –cubiertas y cunetas verdes–, de forma que se aproveche el agua y el calor que desprende el terreno para calentar o enfriar inmuebles situados en las proximidades. El proceso será posible utilizando intercambiador de calor. 

El proyecto lleva por título "Estudio del comportamiento hidrológico y térmico de cunetas en combinación con sistemas de geotermia superficial, mediante monitorización bajo condiciones reales”. Lo inició hace ya varios años el ingeniero Carlos Rey, para su tesis doctoral, y actualmente ha tomado el relevo Alejandro Álvarez Prendes, que cursa el último curso del exitoso doble grado de Ingeniería Civil e Ingeniería de los Recursos Mineros y Energéticos. La aportación de este joven gijonés de 22 años acaba de ser reconocida con el segundo premio del Instituto Universitario de Tecnología Industrial (IUTA) de la Universidad de Oviedo. Simplificando el procedimiento, el objetivo es que la temperatura que hay por debajo del suelo (suele ser entre 20 y 25 grados) no se pierda en el exterior y se utilice para calentar o enfriar, según la época del año, un sistema de viviendas.  

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La iniciativa está ya en su fase final. Ha sido probada experimental sobre el terreno y los resultados avalan la teoría. El trabajo está siendo supervisado por los profesores Felipe Álvarez Rabanal y Luis Sañudo Fontaneda, ambos pertenecientes al grupo de investigación Giconsime (Grupo de Investigación en Construcción Sostenible, Simulación y Ensayo) de la Universidad de Oviedo. 

“La Unión Europea prevé acabar con todo lo que es calefacción ligada a combustibles fósiles. Lo único que vamos a poder hacer en los edificios es utilizar bombas de calor. Calentamiento en invierno y enfriamiento en verano. Y para ello debemos mejorar el rendimiento de estos dispositivos”, explica Felipe Álvarez. En esa tarea, en mejorar los rendimientos de las bombas de calor, es el que se trabaja en el campus de Barredo. Para ello han introducido en la ecuación los sistemas urbanos de drenaje sostenible, infraestructuras con cada vez más demanda en España y una de las puntas de lanza de los trabajos que se desarrolla el grupo de investigación Giconsime.

Los actuales modelos de bombas de calor trabajan tomando directamente aire del exterior, lo que condiciona negativamente su productividad.  La utilización de sistemas urbanos de drenaje sostenible permite absorber parte del agua de la lluvia. “Aprovechando este tipo de sistemas que ocupan un espacio muy grande, lo que hacemos es integrarlo con un sistema de geotermia superficial”, señala Alejandro Álvarez. 

El funcionamiento del sistema fue primero evaluado en el laboratorio y ahora lleva meses en fase de prueba en condiciones reales gracias a un prototipo que se ha instalado en las inmediaciones del polideportivo del campus. Cuenta con siete cajas de drenaje sostenible y una estación meteorológica.  “El sistema de geotermia superficial va en la capa inferior. Todas las capas que hay encima lo que hacen es aislar de la temperatura del exterior. Entonces, la bomba de calor en vez de coger del aire exterior, lo capta directamente del terreno usando intercambiador”, subraya Alejandro Álvarez.

Esta tecnología que está siendo testada en el campus de Mieres cuenta con la ventaja de la diferencia de temperatura que existe entre el exterior y la parte inferior de la cuneta. “Como consecuencia el rendimiento de la bomba es mucho mayo. En invierno, la temperatura que hay por debajo de la cuneta es mayor que en el exterior y en verano es menor. De esta forma se requiere de menor energía para adaptarse a la temperatura que en cada momento del año demandan los hogares”, recalcan los responsables del proyecto.

En la Escuela Politécnica de Mieres el equipo que dirige Luis Sañudo lleva tiempo analizando el aprovechamiento de cubiertas y cunetas vegetales como reguladores de inundaciones. El aprovechamiento energético de estas infraestructuras asoma ahora como otra posible explotación de gran utilidad. De momento, los datos chequeados apuntan a que el procedimiento mejora sensiblemente el funcionamiento de las bombas de calor llamadas a ser en poco tiempo el principal soporte calefactor y refrigerador de las viviendas españolas. El último pasó de la investigación será probar el sistema en una infraestructura real, estudio que permitirá valorar las ganancias energéticas en función de diferente escalas. “Esta última fase permitirá conocer la superficie de drenaje necesaria para dar servicio a un edificio de un tamaño concreto, con el consecuente ahorro en coste de gasto en electricidad”, destaca Felipe Álvarez. “Se trata de confirmar la rentabilidad que nos apunta la investigación ya realizada”, añade Alejandro Álvarez. Este inminente ingeniero trabaja con la confianza de que la información recabada es precisa, ya que ha utilizado en el tratamiento de los datos de la misma las técnicas más avanzadas de Inteligencia Artificial (machine learning). 

El proyecto de Carlos Rey y Alejandro Álvarez emplea cubiertas y cunetas verdes. En la Escuela Politécnica de Mieres están convencidos de que se trata de infraestructuras que tendrían una gran aplicabilidad en Asturias, al adaptarse a su climatología. Los investigadores del campus, de momento, han logrado que confluya su trabajo para el control de inundaciones con una actuación de ahorro energético. Un puro ejercicio de sostenibilidad. 

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