manual tecnico geotermia

I N F O R M A C I Ó N T É C N I C A

Geotermia

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Índice:

Introducción •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4

Geotermia – en resumen •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 5

El planeta Tierra, la fuente de energía ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 6

Aspectos básicos Generalidades •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 8 Sistema de bomba de calor •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 9

Sistemas de utilización de la geotermia Presentación de los sistemas •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 20 Modos de funcionamiento •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 21

Captadores horizontales Sistema / ámbito de aplicación •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 24

Cestas de energía Sistema / ámbito de aplicación •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 32

Pilotes termoactivos Sistema / ámbito de aplicación •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 41

Sondas - Capatadores verticales Sistema / ámbito de aplicación •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 56

Calidad de materiales Uponor PE-Xa •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 63 Quick & Easy •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 65

Planificación de proyectos Organización de proyectos •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 66

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La geotermia presenta una serie de ventajas

Renovable: la geotermia está disponible de manera infi nita, 24 horas al día, para calefacción y refrigeración.

Ecológica: el uso de geotermia reduce la emisión de gases de efecto invernadero.

Segura y controlable: la geotermia es una tecnología madura, que lleva utilizándose más de 50 años para calefacción y refrigeración.

Alto rendimiento: respuesta a todas las demandas energéticas, como calefacción, refrigeración, agua caliente y almacenamiento de energía.

Versátil: aplicable junto con otras fuentes de energía. Económicamente sostenible: aprovechable a nivel regional, inde-

pendiente de los proveedores externos y de la variación de los tipos de cambio de divisas.

Garantiza la competitividad: la geotermia aumenta la competitividad industrial y tiene, gracias a ello, un efecto positivo en el desarrollo regional y el empleo.

Introducción

Geotermia: independencia de la situación energética

Geotermia: uso versátil

Los Gobiernos de toda Europa tienen el ambicioso objetivo de reducir el consumo energético con el fi n de reducir la dependencia de los combus-tibles fósiles, como el petróleo y el gas. Las fuentes de energía renova-bles, como la energía solar y la geoter-mia, están ganando importancia con relación a la futura demanda energéti-ca en los edifi cios. Con el objetivo 20-20-20 la UE planea reducir el con-sumo energético y la emisión de gases de efecto invernadero en un 20% de aquí a 2020 y aumentar hasta un 20% el uso de fuentes de energía renova-bles (2007: 8,5%) de la producción total de energía. Por este motivo se han puesto en marcha en toda Europa diversas iniciativas legislativas encami-nadas a promover el uso de las fuentes de energía renovables.

La geotermia se puede usar no sólo como fuente de energía para calefacción radiante y agua cali-ente, sino también como fuente de energía para refrigeración radiante con unos costes de uso muy bajos. La geotermia se puede usar en todo tipo de edifi cios: desde viviendas unifamiliares hasta grandes edifi cios de ofi cinas e industriales.Un sistema de geotermia en fun-cionamiento apenas genera costes de uso y tiene una larga duración.

Aunque el coste de inversión en un sistema de geotermia es ligera-mente superior al de las calderas y aparatos de refrigeración conven-cionales, su periodo de amorti-zación es corto gracias a sus menores costes operativos.La geotermia como fuente de energía, junto con los sistemas emisores radiantes, es la solución “todo en uno“ para la combinación de calefacción y refrigeración.Estos sistemas son más efi cientes y fáciles de instalar que dos sistemas

diferentes para calefacción y refrigeración.Además, los sistemas emisores radiantes se benefi cian del principio de exergía en forma de una reduc-ción de las temperaturas de fun-cionamiento para calefacción y de altas temperaturas de funcionamien-to para refrigeración. La bomba de calor funciona así con mayor efi -ciencia (factor operativo), reduciendo el consumo energético y, por tanto, los costes operativos.

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Geotermia - En resumen

Ámbitos de aplicación / usos Calefacción Agua caliente Refrigeración Almacenamiento de energía

Aspectos ambientales Reduce el uso de combustibles

fósiles Reduce las emisiones de CO

2

Fuente de energía renovable Instalada y utilizada correctamente,

no tiene efectos adversos en el agua subterránea ni en el suelo

Ámbitos de la aplicación Viviendas unifamiliares y bloques

de pisos

Edifi cios privado y públicos Edifi cios industriales Edifi cios de ofi cinas

Aspectos técnicos La geotermia está disponible de

forma casi ilimitada durante todo el año

No requiere chimenea Funcionamiento seguro totalmente

automático, escaso mantenimiento Uso de sistema central y distribuido Se puede combinar con otras

fuentes de energía

Aspectos económicos Bajos costes operativos (electri-

cidad necesaria para la bomba de

calor, pero sin costes de combus-tible)

Nulo coste de mantenimiento (sin medición de las emisiones ni costes de limpieza)

No requiere suministro de com-bustible

Coste de inversión más alto que sistemas poco efi cientes

Amortización dependiente de la evolución general de los costes energéticos

Efi ciencia dependiente de la correcta instalación del sistema y de las tarifas eléctricas (“consumo eléctrico de la bomba de calor“)

Geotermia (griego: geo = tierra; termia = calor) o geotermia es el calor almacenado en la parte accesi-ble de la corteza terrestre. La geotermia se refi ere tanto al aprovechamiento directo de altas tempera-turas como al uso del terreno como intercambiador de calor en usos de climatización mediante bomba de calor.

Calor térmico visible: fuente caliente en Islandia

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La corteza terrestre forma tan sólo una fi na capa comparada con el diámetro de la Tierra, de unos 12.750 km. Bajo el océano, la cor-teza tiene un espesor aproximado de 5 a 10 km, mientras que por debajo de los continentes su espe-sor es de 15 hasta un máximo de 50 kilómetros. En la corteza ya se tienen altas temperaturas: hasta 1.100 °C en su cara inferior.

Por debajo de la corteza se encuentra el manto que, según sus características petrofísicas, se divide en manto superior e inferior, con una zona de transición. El manto superior se extiende hasta una profundidad aproximada de 400 km con temperaturas de hasta 1.400 °C, la zona de transición se extiende hasta 900 km y el manto inferior hasta una profundidad de 2.900 km con temperaturas de hasta 3.700 °C.

Por debajo de los 2.900 km emp-ieza el núcleo terrestre, con un núcleo exterior líquido y un núcleo interior sólido. El núcleo exterior tiene una temperatura aproximada de 4.000 °C, y el núcleo interior probablemente más de 5.000 °C.

El planeta Tierra, la fuente de energía

Estructura de las capas de La Tierra

Corteza(aprox. 30 km)aprox. 3 °C/100 m

Manto> 1.200 °C

Núcleo

aprox. 5.000 °C

Este manual se refi ere al aprove-chamiento de la energía geotér-mica existente en la parte supe-rior de la corteza. Geotermia somera o de baja entalpía.

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Geotermia somera

Hablamos de geotermia somera en el caso de profundidades de apli-cación de hasta 400 m. Aquí la tem-peratura aumenta una media de 3 °C por cada 100 m de profundidad. La temperatura media de la superfi -cie terrestre es de unos 15 °C y viene determinada por una combi-nación de radiación de energía solar, emisión de calor al espacio, fl ujo de tierra y variantes o interferen-cias de estos factores.La geotermia somera permite obtener calefacción y agua caliente

al nivel de temperatura óptimo por medio de una bomba de calor geo-térmica.Aparte de la profundidad y del tipo de roca, el agua subterránea desempeña también un papel importante en la generación de energía. En Europa, el terreno y el agua subterránea mantienen una temperatura casi constante a lo lar-go de las estaciones. Debido al fl ujo permanente, la energía térmica se suministra de manera constante para calefacción o se disipa para

refrigeración.Aun en el caso de variación considera-ble de las temperaturas exteriores según la estación, la temperatura a unos metros de profundidad se mantiene relativamente constante a una media de 15 °C. Por ello, la geotermia es una fuente de energía constante y en funcionamiento per-manente, que permite su uso a lo largo de todo el año para la calefac-ción y refrigeración de edifi cios.

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Para la planifi cación del uso de la geotermia son fundamentales las condiciones locales. Determinar las propiedades del suelo en cuanto a contenido de agua y características térmicas del suelo (conductividad térmica, densidad, capacidad tér-

mica específi ca y latente), así como evaluar los distintos procesos de transporte del calor y las sustan-cias, son requisitos para determinar y defi nir la capacidad de una apli-cación de tierra. El dimensionado correcto de la fuente de geotermia

Generalidadestiene una gran repercusión en la efi ciencia energética del sistema de bomba de calor. Las bombas de calor geotérmicas alcanzan un altísimo rendimiento con un campo de captación geotérmico correcta-mente dimensionado.

Región con alto potencial de energía geotérmica

Aspectos básicos

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Un sistema de bomba de calor es un sistema energético formado por una fuente de calor, una bomba de calor y un sistema de emisión del calor.

Fuente de calor

Las fuentes de calor del sistema de bomba pueden ser, en general, el aire, el agua y el suelo. Hablamos de geotermia cuando se usa el terre-no como fuente de calor. Para el grado de aprovechamiento del terre-no, son fundamentales la geología, la hidrología y las condiciones climáticas.

Geología, hidrología y clima

Los suelos tienen normalmente un grado de porosidad del 35 al 45%. Si se llenan de agua en lugar de aire, aumenta la conductividad térmica, la densidad y la capacidad térmica específi ca y latente del suelo. Esto tiene un efecto posi-tivo en la capacidad máxima de extracción de un captador geotér-mico.

El contenido de agua del suelo depende de las condiciones

Sistema de bomba de calor

ΨGes

= ΨM + Ψ

G = 0 [Vol. %]

climáticas, el cultivo, el nivel de agua subterránea y las característi-cas hidrológicas (capilaridad) del suelo. El contenido de agua del suelo se ve infl uido principalmente por los efectos de la subida capilar del nivel del agua subterránea y la penetración de la humedad debido a la fi ltración del agua de lluvia.La matriz potencial Ψ

M (presión de

aspiración) de un suelo describe el grado en que el agua existente está unida a la matriz del suelo.

Cuanto menor es el contenido de agua, más unida estará el agua restante a la matriz del suelo. En contra de la matriz potencial actúan principalmente el potencial de gravitación Ψ

G (presión

dinámica) o altura geodésica sobre el nivel freático así como, de manera insignifi cante, el potencial osmótico, el potencial de sobrecarga y el potencial de presión. En estado estacionario, ambos potenciales se igualan.

Con

teni

do v

olum

étri

co d

e ag

ua

Potencial de la matriz o altura sobre el agua subterránea [m]

Contenido de agua estacionario sujeto a la altura sobre el niveldel agua subterránea

0.1 1001010

0.5

0.2

0.3

0.35

0.45

0.4

0.15

0.1

0.05

0.25

ArenaFranco

Limo

Franco arcilloso-limosoArcilla

Sistema de bomba de calor

Fuentes de calor:

Aire

Agua

Bomba de calor

Sistema de aprovechamiento del calor

Suelo

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Aparte de la altura sobre el nivel freático, la cantidad media de agua de lluvia que se fi ltra en el terreno a largo plazo tiene una gran repercusión en el contenido de agua de cada suelo. Los chu-bascos breves que producen cur-sos de agua superfi ciales apenas infl uyen.Cuanto mayor es el contenido de agua del suelo, mejor permite la fi ltración del agua (permeabilidad del suelo). Con una lluvia relativa-mente continua a lo largo de un periodo de tiempo prolongado, el contenido de agua del terreno aumenta, el agua de lluvia se va fi ltrando por gravedad.La cantidad de agua mensual que se fi ltra en el suelo corresponde a la diferencia entre la lluvia caída y la evapotranspiración (evapo-ración más transpiración de las plantas). Las características del suelo durante la época de uso de la calefacción están determinadas

sobre todo por los meses de octu-bre y noviembre. Durante estos meses el crecimiento de las plan-tas y la temperatura media exterior disminuyen, por lo que disminuye también la tasa de evaporación. El agua de lluvia es retenida en las capas superiores del suelo. Dependiendo de la capacidad del terreno, la permeabilidad y el con-tenido en agua subterránea; la variación de precipitaciones a lar-go plazo es lo que realmente puede tener algún efecto sobre las variaciones en el nivel freático.

Los suelos que se encuentran nor-malmente en la naturaleza son mez-clas de arena, limo y arcilla. Com-prenden las tres fases (materia sóli-da, agua y gases) en las que se basa la densidad, la conductividad térmi-ca y la capacidad térmica específi ca y latente. Estas características geológicas deben ser identifi cadas, se pueden usar mapas o tablas geológicas locales. Pero sin duda, antes de ejecutar una instalación de geotermia, un test de respuesta tér-mica del terreno (TRT) nos propor-ciona datos exactos de conductivi-dad del mismo.

Información:

La conductividad térmica específi ca λ [W/(K · m)] describe la capacidad de un terreno para transpor-tar la energía térmica por medio de la conducción del calor (transmisión de calor por conducción). Se trata de una constante del material dependiente de la temperatura.

La capacidad térmica específi ca cp [MJ/(m³ · K)]

especifi ca la cantidad de energía necesaria para calentar 1 m³ de terreno a 1 K.

Cuanto mayor es este valor, más energía térmica puede absorber (almacenar) y luego liberar el terreno.

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Tipo de roca Conductividad térmica en W/(m · K) Descripción del volu-men de capacidad térmica especial en MJ/(m³ · K)

Densidad en10² kg/m³Valor

recomendado

Roc

a no

con

solid

ada

Arcilla/limo seco 0.4 – 1.0 0.5 1.5 – 1.6 1.8 – 2.0

Arcilla/limo saturado 1.1 – 3.1 1.8 2.0 – 2.8 2.0 – 2.2

Arena seca 0.3 – 0.9 0.4 1.3 – 1.6 1.8 – 2.2

Arena húmeda 1.0 – 1.9 1.4 1.6 – 2.2 1.9 – 2.2

Arena saturada 2.0 – 3.0 2.4 2.2 – 2.8 1.8 – 2.3

Grava/piedras secas 0.4 – 0.9 0.4 1.3 – 1.6 1.8 – 2.2

Grava/piedras saturadas 1.6 – 2.5 1.8 2.2 – 2.6 1.9 – 2.3

Depósito de glaciar 1.1– 2.9 2.4 1.5 – 2.5 1.8 – 2.3

Turba, carbón marrón terroso 0.2 – 0.7 0.4 0.5 – 3.8 0.5 – 1.1

Roc

as s

edim

enta

rias

Lodolita/limolita 1.1 – 3.4 2.2 2.1 – 2.4 2.4 – 2.6

Arenisca 1.9 – 4.6 2.8 1.8 – 2.6 2.2 – 2.7

Psefi ta/brecha 1.3 – 5.1 2.3 1.8 – 2.6 2.2 – 2.7

Marga 1.8 – 2.9 2.3 2.2 – 2.3 2.3 – 2.6

Caliza 2.0 – 3.9 2.7 2.1 – 2.4 2.4 – 2.7

Ladrillo de dolomita 3.0 – 5.0 3.5 2.1 – 2.4 2.4 – 2.7

Rocas sulfatadas (anhidrita) 1.5 – 7.7 4.1 2.0 2.8 – 3.0

Rocas sulfatadas (yeso) 1.3 – 2.8 1.6 2.0 2.2 – 2.4

Rocas cloradas (sal de roca/residuos de sal) 3.6 – 6.1 5.4 1.2 2.1 – 2.2

Antracita 0.3 – 0.6 0.4 1.3 – 1.8 1.3 – 1.6

Roc

a m

agm

átic

a só

lida

Toba volcánica 1.1 1.1

Roca volcánica de ácida a intermedia

p. ej. riolita, traquita 3.1 – 3.4 3.3 2.1 2.6

p. ej. traquibasalto, dacita

2.0 – 2.9 2.6 2.9 2.9 – 3.0

Roca volcánica de básica a ultrabásica

p. ej. andesita, basalto 1.3 – 2.3 1.7 2.3 – 2.6 2.6 – 3.2

Roca plutónica de ácida a intermedia

Granito 2.1 – 4.1 3.2 2.1 – 3.0 2.4 – 3.0

Sienita 1.7 – 3.5 2.6 2.4 2.5 – 3.0

Roca plutónica de básica a ultrabásica

Diorita 2.0 – 2.9 2.5 2.9 2.9 – 3.0

Gabro 1.7 – 2.9 2.0 2.6 2.8 – 3.1

Roc

as m

etam

órfi

cas

sólid

as

grado metamórfi co bajo

Pizarra 1.5 – 2.6 2.1 2.2 – 2.5 2.4 – 2.7

Esquisto silíceo 4.5 – 5.0 4.5 2.2 2.5 – 2.7

grado metamórfi co medio o alto

Mármol 2.1 – 3.1 2.5 2.0 2.5 – 2.8

Cuarcita 5.0 – 6.0 5.5 2.1 2.5 – 2.7

Esquisto de mica 1.5 – 3.1 2.2 2.2 – 2.4 2.4 – 2.7

Gneis 1.9 – 4.0 2.9 1.8 – 2.4 2.4 – 2.7

Anfi bolita 2.1 – 3.6 2.9 2.0 – 2.3 2.6 – 2.9

Otr

os m

ater

iale

s

Bentonita 0.5 – 0.8 0.6 ~3.9

Hormigón 0.9 – 2.0 1.6 ~1.8 ~2.0

Hielo (-10°C) 2.32 1.89 0.919

Plástico (PE-Xa) 0.42 1.8 0.96

Aire (de 0°C a 20°C) 0.02 0.0012 0.0012

Acero 60 3.12 7.8

Agua (+10°C) 0.56 4.15 0.999

Observaciones:En el caso de la roca no consolidada, la densidad varía considerablemente en función de la compacidad y el contenido de agua.En la arenisca, psefi ta y brecha existe una gran amplitud de conductividad térmica; aparte del material, el estado de agregación y la saturación de agua, es importante el tipo de agente aglutinante o relleno geotérmico.

Ejemplos de conductividad térmica y capacidad térmica volumétrica específica para terreno a 20 °C

Fuente: VDI 4640

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El agua subterránea, con su ele-vada capacidad térmica de 4.190 J/kgK a 10 °C, tiene una impor-tante función en la capacidad de extracción del sistema geotérmico. En lo relativo a la permeabilidad del agua en el terreno, cabe distin-guir entre la permeabilidad de

La temperatura aumenta una media de 3 °C por cada 100 m de profundidad. La evolución de las temperaturas a lo largo del año

poros y la permeabilidad de juntas respecto a la sub-superfi cie de roca no consolidada o roca sólida. En la roca no consolidada (acuífero poroso) son especialmente deci-sivos para la permeabilidad del agua el tamaño y la distribución de los poros, mientras que en el caso

(Europa central) en los 15 m supe-riores se muestra en la ilustración que aparece más abajo. En invier-no la temperatura exterior puede

Roca no consolidada Coeficiente de conductividad hidraúlica k

f [m/s]

Evaluación de la permeabilidad

Grava pura más de 10-2 muy permeable

Grava arenosa, arena media/gruesa

de 10-4 to 10-2 muy permeable

Arena fi na, arena limosa de 10-6 to 10-4 permeable

Limo, franco arcilloso de 10-8 a 10-6 ligeramente permeable

Arcilla, arcilla limosa menos de 10-8 Impermeable

Valores de referencia de la permeabili-dad de la roca no consolidada

bajar con frecuencia de los cero grados, pero a unos metros de profundidad la temperatura del suelo alcanza ya un valor medio de 15 °C. En verano la temperatura exterior es casi de 20 °C de media; sin embargo, el suelo a unos metros de profundidad presenta una tem-peratura casi constante de 15 °C. Esto es aplicable en la mayoría de los casos a los periodos de tran-sición de la primavera y el otoño.

La evolución de la temperatura del suelo a poca profundidad pone de manifi esto que la geotermia es una fuente de energía constante que está siempre disponible.

de la roca sólida lo son la frecuen-cia y la anchura de apertura de las juntas de separación. La siguiente tabla muestra los valores de referen-cia de la permeabilidad de la roca no consolidada.

Fuente: VDI 4640

Prof

undi

dad

en e

l sue

lo [

m]

Temperatura (profundidad) [ºC]La temperatura del suelo aumenta una media de 1 ºC por cada 33 m aproximadamente.

20

0

15

10

5

Temperatura (superficie terrestre) [ºC]5 2510

1. Febrero 1. Mayo 1. Noviembre 1. Agosto

15 20

5 2510 15 20

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El funcionamiento cíclico en el interior de la bomba de calor cons-ta de cuatro componentes: el evaporador, el compresor, el con-densador y la válvula de expan-sión. El portador de la energía tér-mica es un refrigerante con un punto de ebullición extremada-mente bajo. En el evaporador, el refrigerante absorbe el calor, volviéndose gaseoso.En el compresor se eleva la tem-peratura del refrigerante gaseoso por compresión. Para ello, el dis-

positivo precisa de corriente eléc-trica externa. En el condensador se suministra la energía térmica en el ciclo de calefacción. En la válvula de expansión, el refrigerante se expande para volver a comenzar el ciclo.

Las bombas de calor se pueden clasifi car como: bombas de calor de aire/agua bombas de calor de agua/agua bombas de calor geotérmicas

brine/agua.

La designación del tipo de bomba de calor depende del medio que absorbe el calor (medio de transferen-cia del calor) y del medio que dis-tribuye el calor en ambiente interior.Si el calor es absorbido por el brine (mezcla de agua / glicol) a través de un captador geotérmico y es disi-pado por agua a través de un siste-ma de climatización radiante, se tra-ta de una bomba de calor geotérmi-ca brine/agua.

Las bombas de calor son máquinas de ciclo con fl uido refrigerante que per-miten aprovechar la energía de baja

temperatura para la calefacción o refrigeración de edifi cios. La energía del entorno se extrae del aire

Bombas de calor

ambiente, el agua subterránea o el sue-lo. Mediante el uso de electricidad se pone la temperatura al nivel deseado.

Compresor

Condensador

Evaporador

Válvula de expansión

Sistema decalefacción

Principio de funcionamiento de una bomba de calor

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Con relación al modo de funcionamiento podemos distinguir entre: monovalente (una sola fuente de energía) bivalente (dos fuentes de energía) monoenergético (un sólo recurso energético).

Las bombas de calor de aire/agua están sujetas directamente a las fl uc-tuaciones de la temperatura exterior. Por ello, presentan una menor efi -ciencia energética en las épocas de mayor demanda de calor: en invier-

no, cuando el aire ambiente posee el menor contenido energético. Para hacer frente a estos casos extremos, con una bomba de calor de aire/agua se pueden admitir las cargas máximas de forma monoenergética

con ayuda de una calefacción eléc-trica adicional (resistencia adicional de calentamiento) o de forma biva-lente con ayuda de una segunda fuente de energía (p. ej. caldera de combustible sólido).

Tem

pera

tura

[ºC

]

Días20

-15

15

10

5

-5

0

-10

Punto de dimensionado

100 %

Bomba de calor con modo defuncionamiento monovalente

Tem

pera

tura

[ºC

]

Días20

-15

15

10

5

-5

0

-10


> 95 %

-3

Bomba de calor con modo defuncionamiento monoenergético

Tem

pera

tura

[ºC

]

Días20

-15

15

10

5

-5

0

-10


> 60 %

3

Bomba de calor con modo defuncionamiento bivalente-paralelo

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Para aplicaciones de geotermia se utilizan bombas de calor brine/agua. En este tipo de bombas cir-cula una mezcla de agua/glicol a través del intercambiador de calor. Para evaluar el rendimiento de un sistema de bomba de calor se utili-

za el llamado coefi ciente de prestación estacional β. Esto indica la propor-ción de energía térmica obtenida con relación a la energía eléctrica suministrada (capacidad nominal) a lo largo de un año. Cuanto mayor

Esquemas de los sistemas de bombas de calor

es el coefi ciente de prestación estacional, mayor será la efi ciencia de la bomba de calor. Valores habituales en la Península Ibérica de 5 a 5,5.

Coeficiente de prestación estacional β

=W (energía térmica aprovechable)W (potencia eléctrica suministrada)

Para poder evaluar la cantidad o la capacidad de energía que puede extraer de la tierra o suministrar a la tierra un intercambiador de calor, es necesario establecer unos criterios que permitan medir la efi ciencia y que impidan superar unos valores límite.

Para asegurarnos de que el sistema de bomba de calor funcione ade-cuadamente, han de cumplirse los siguientes criterios:

La seguridad operativa se entiende desde el punto de vista de evitar los daños en el sistema y no superar la capacidad máxima de la bomba de calor con el fi n de garantizar el fun-

cionamiento seguro durante todo el año. En lo relativo a la fuente de calor, esto supone que el brine no debe estar nunca por debajo de su temperatura de solidifi cación ni debajo de la temperatura mínima especifi cada por el fabricante de la bomba de calor

El brine se enfría en el evaporador para luego volver a calentarse en la fuente de calor. Estas son, por tan-to, las temperaturas mínimas en el circuito del brine. Los portadores térmicos habituales que contienen agua se expanden durante la solidi-fi cación. Existe por ello el riesgo de que estallen el evaporador si se solidifi ca el brine.

Garantizar la seguridad operativa

Los portadores térmicos utilizados principalmente para las fuentes de calor son mezclas de agua y glicol (sobre todo monoetilenglicol). Con la proporción de la mezcla establecida en 3:1 se garantiza la protección contra la congelación hasta -14 °C aproximadamente. Debemos asegurarnos, por lo tan-to, de que la temperatura no des-cienda en ningún momento por debajo de este punto. Este es el motivo por el cual la mayoría de los fabricantes incluyen disposi-tivos de seguridad integrados que permiten apagar antes la bomba de calor.

Sistema deaprovechamiento del calor

Bomba de calor

Fuentes de calor

Intercambio de calor

Sistemas de calefacción y refrigeración de paneles radiantes llenos de agua

Bomba de calor de salmuera/agua

Bomba de calor de agua/agua

Bomba de calor de aire/agua

Suelo Agua Aire

Colector horizontal - colector vertical

Agua subterránea - aguas superficiales

Aire circundante

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Gas Heat pump

Energía térmica necesaria [kWh] 20,000 20,000

Efi ciencia/Coefi ciente de prestación estacional 85% 4

Cantidad de energía obtenida [kWh] 23,529 5,000

Precio por kWh [ct/kWh] 6.68 13.61

Precio básico [€/año] 142.8 41 ,40

Costes operativos [€/año] 1,714.56 721.90

Costes de medición de los gases de escape [€/año] 45.11 –

Coste total [€/año] 1,759.65 721.90

Diferencia [€/año] – 1,037.75

Costes en porcentaje 100% 41%

La siguiente tabla muestra un ejemplo de cálculo del coste de explotación de un sistema de cli-matización geotérmica con bomba de calor comparado con un siste-ma de calefacción tradicional por gas.

Ejemplo de comparación del coste de propiedad en Alemania

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Los sistemas emisores radiantes de baja temperatura son especial-mente adecuados para su uso junto con sistemas de geotermia. Debido a la amplia superfi cie de emisión, las temperaturas de funcionamiento requeridas se encuentran apenas por encima (calefacción) o por debajo (refrigeración) de la temper-atura de la habitación, lo cual mejora considerablemente la efi -ciencia energética de las bombas de calor utilizadas para los sistemas de geotermia.

Los sistemas de baja temperatura incluyen los sistemas radiantes de calefacción y refrigeración en los cuales circula el agua:

Sistemas de calefacción y refrigeración por suelo radiante

Sistemas de calefacción y refrigeración por pared

Sistemas de calefacción y refrigeración por techo

Sistemas de calefacción por forjados activos

En los sistemas radiantes de cale-facción o refrigeración, la energía se transmite casi exclusivamente por radiación y no por convección. Se evita así generar corrientes y levantar polvo. Como los sistemas radiantes de calefacción y refrig-eración son “invisibles”, no ocupan espacio útil y ofrecen una libertad casi ilimitada en cuanto al diseño y el mobiliario de las habitaciones, además de una relación óptima entre el espacio interior y el espacio aprovechable.Sistemas de refrigeración y calefacción por suelo radianteExisten soluciones de sistemas a medida no sólo para edifi cios nuevos, sino también para adaptar a suelos existentes en obras de refor-ma. Estos sistemas proporcionan un

alto grado de confort durante todo el año, tanto para refrigeración como para calefacción interior.

Los sistemas de refrigeración y cale-facción por suelo radiante se insta-lan de distintas formas. Los tipos más frecuentes para edifi cios nuevos y reforma son:

Sistemas de reforma (baja altura) Sistemas con mortero Sistemas secos

Sistemas de refrigeración y calefacción por paredComo alternativa a los sistemas de calefacción o refrigeración por suelo radiante o para ampliar las superfi -cies de calefacción o refrigeración, se pueden utilizar sistemas de pared.

Podemos distinguir entre: Sistemas por pared secos Sistemas por pared con mortero

Los sistemas por pared secos se uti-lizan en reformas si no se va a cam-biar o no se puede modifi car la estructura del suelo. Además de las paredes existentes, se pueden uti-lizar paredes adicionales de estructura ligera (tabiquería seca) como superfi cies de calefacción o refrigeración. Dependiendo de la estructura de la pared, el sistema se instala debajo de los paneles o directamente en la capa de yeso. Los sistemas por pared con mortero se utilizan en caso de reforma par-cial o cuando se aplica un nuevo enlucido.

Sistemas de refrigeración y calefacción por techoLa sistemas de refrigeración y cale-facción por techo se utilizan cada vez más por motivos de comodidad (sin corrientes de aire), salubridad

Sistemas emisores de climatización radiante

(sin partículas) y efi ciencia en comparación con los sistemas de aire acondicionado.

En los sistemas de calefacción y refrigeración por techo se puede distinguir entre los siguientes tipos:

Paneles de techo Forjados activos como techo

radiante

Los paneles de techo se utilizan tanto en edifi cación nueva como en reforma. La refrigeración y calefacción en los paneles de techo se activa mediante la circu-lación de agua a través de circuitos emisores instalados directamente en los paneles de techo.

Los forjados activos como techo radiante se utilizan para calefac-ción o refrigeración en edifi cios de varios pisos. Esta solución da como resultado unos techos acti-vados térmicamente por medio de circuitos emisores por los cuales circula el agua atemperada, para modo refrigeración o modo cale-facción, también válidos para con-strucción modular. El sistema de forjados activos activa térmica-mente el núcleo de hormigón, y se utiliza para conseguir el confort térmico en el edifi cio de una man-era sencilla, ecológica y con un ahorro de costes. El sistema de forjados activos es especialmente apto para edifi cios con una carga de refrigeración baja o media, con el fi n de actuar contra el recalen-tamiento en verano. En edifi cios con una carga de refrigeración media o alta, el sistema de forja-dos activos se utiliza para hacer frente a las cargas básicas.

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Uponor Pared

Uponor Contec

Uponor Minitec

Colectores horizontales Uponor Cestas de energía Uponor Pilotes de energía Uponor Colectores verticales Uponor

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Uponor Classic

Uponor Siccus

Uponor Klett / Autofi jación

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Sistemas de captación de energía geotérmica

Entre los captadores de geotermia (intercambiadores de calor) podemos distinguir entre captado-res horizontales y verticales.

Los sistemas de geotermia habituales se pueden clasifi car del siguiente modo:

Horizontales Captador horizontal o captador

de superfi cie Cestas de energía Horizontales en espiral

Verticales Sondas verticales Pilotes de energía y muros pantalla

Presentación de los sistemasLa idoneidad de cada sistema de geotermia depende del entorno (propiedades del suelo y condiciones climáticas), los datos de rendimiento, el modo de funcionamiento, el tipo de edifi cio (comercial o privado), el espacio disponible y la normativa legal.

Captadores horizontales

Captadores geotérmicos instalados en posición horizontal o diagonal en los cinco metros superiores del terreno (captador de superfi cie). Se trata de cir-cuitos de tuberías instalados normalmente junto al edifi cio o bajo el forjado.

Pilotes de energía y elementos termoactivos

Captadores geotérmicos instalados en pilotes y muros de cimentación. Se instalan circuitos de tuberías plásticas de última generación en forma de U, en espiral o en forma de meandro. Este sistema de captación geotérmica se implementa tanto en pilotes prefabricados, como en estructuras de cimentación, pilotes o muros pantalla montados en obra. Los circuitos del captador se montan directamente sobre las estructuras y después el conjunto se rellena de hormigón.

Captadores verticales o sondas geotérmicas

Captadores de calor instalados en posición vertical en el interior de un sondeo perforado en el terreno. En este caso se introduce uno (sonda en U simple) o dos (sonda en U doble) circuitos de tuberías en un pozo vertical perforado en el terreno a profundidades de entre 80 y 200 metros.

Cestas de energía

Captadores de calor instalados verticalmente en el terreno a niveles más bajos. Aquí los circuitos de tuberías individuales están dispuestos en espiral o en forma de tornillo. Las cestas de energía son un tipo especial de capta-dores horizontales.

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Funcionamiento en modo calefacción

Funcionamiento de la refrigeración (activa)

Funcionamiento de la refrigeración (refrigeración pasiva/geocooling)

Modos de funcionamientoEl modo de funcionamiento y el coste operativo correspondiente de la bomba de calor se defi nen en función de las demandas de calefacción y refrigeración de cada edifi cio.

La geotermia se utiliza como fuente de calor La bomba de calor eleva la temperatura del medio

hasta un nivel utilizable para el edifi cio

La geotermia se utiliza como sumidero de calor (fuente de refrigeración)

Nivel de temperatura insufi ciente para refrigeración pasiva

Compresor activo Posibilidad de funcionamiento doble

La geotermia se utiliza como sumidero de calor (fuente de frío)

Nivel de temperatura obtenido de la geotermia sufi -ciente para la refrigeración pasiva, sólo está activa la bomba de circulación

No es necesario arrancar la bomba de calor Costes operativos ínfi mos (sólo bombas circuladoras)

Energía eléctrica

Energía de la tierra

Sistema de calefacción

Sistema de refrigeración

Energía eléctrica




Energía eléctrica




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La geotermia es el único sistema que permite la llamada refrigeración pasi-va o geocooling. Las sondas verti-cales son la solución más efectiva de todas las aplicaciones posibles para este modo de funcionamiento.

Un requisito para ello es el uso de un sistema de refrigeración radiante.

El modo de funcionamiento en refrigeración pasiva ofrece diversas ventajas para el usuario y el medio ambiente:

Mayor confort en la vivienda o edi-fi cio gracias a un ambiente interior agradable en las habitaciones

Mejora del coefi ciente de prestación estacional del conjunto del sistema mediante la regeneración del suelo

Coste de inversión adicional mínimo, ínfi mos costes

Ahorro de recursos Compatible con el medio ambiente,

sin emisiones

Debido a la mejora del aislamiento en los edifi cios nuevos, las necesi-dades de calefacción y refrig-eración se reducen. Antes el dise-ño se centraba en la calefacción, mientras que ahora se ha traslada-do a la refrigeración debido a la mayor demanda de bienestar. Los edifi cios modernos tienden cada vez más a calentarse en exceso en los periodos más cálidos del año. Para actuar efi cazmente contra esto se toman cada vez mejores medidas pasivas. Para conseguir una temperatura operativa en las estancias interiores (temperatura de bienestar) de 26 °C se utilizan las temperaturas más frescas almacenadas en la tierra, que se transfi eren al edifi cio a través de un sistema radiante.

Descargando el calor sobrante del

edifi cio en la tierra, esta se regen-era activamente, es decir, se vuelve a calentar. En los edifi cios donde se extrae más calor del sue-lo en invierno del que se repone en verano. Esto no se puede con-siderar un problema, ya que durante la transición del periodo de calefacción al de refrigeración suele transcurrir el tiempo sufi -ciente para la regeneración pasiva o natural. La regeneración activa contribuye a mejorar aún más este fenómeno.

La inversión adicional para tener un sistema geotérmico con refrigeración radiante activa y pasiva es mínima. El control de las condiciones de condensación y el cambio de modo calefacción a modo refrig-eración pueden estar controlados por sistemas reguladores automáticos, como el sistema de gestión dinámica de energía de

Calefacción y refrigeración: funcionamiento doble

Dependiendo de las necesidades energéticas del edifi cio, la geotermia se utiliza como fuente de calor y/o como sumidero de calor (fuente de frío)

Modo de funcionamiento Calefacción Refrigeración

Activa Pasiva / geocooling

Confi guración del sistema < 30 kW > 30 kW < 30 kW > 30 kW < 30 kW > 30 kW

Captador vertical

Captador horizontal - -

Cesta de energía - -

Pilote de energía

Tabla de selección de sistema de geotermia según el modo de funcionamiento y la configuración del sistema

applicable limited use dependent on the general conditions

Refrigeración pasiva / geocooling

Energía eléctrica




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Bomba de circulación de brine al terreno

Bomba de circulación emisor radiante

Potencia eléctrica 5 – 70 W 16 – 310 W

Potencia eléctrica con el caudal calculado 60 W 55 W

Tiempo de funcionamiento 800 h 800 h

Demanda de energía total anual 48 kWh 44 kWh

Tarifa eléctrica por kWh 0.20 ¤/kWh 0.20 ¤/kWh

Coste energético anual 9.60 ¤ 8.80 ¤

Coste energético total 18.40 ¤

Temperatura operativa de la habitación con el uso de la refrigeración pasiva El uso de la función de refrigeración pasiva produce una clara mejora de la temperatura operativa de la habitación.

Ejemplo de cálculo: coste anual potencial, refrigeración pasiva

Ejemplo de cálculo: coste anual potencial, refrigeración activa

Temperatura operativa de la habitación sin el uso de la refrigeración pasivaLa ilustración de la izquierda muestra la evolución de la temperatura en el interior de una habitación con sombreado exterior en un día de verano típico de julio. Es evidente el calentamiento excesivo de la habitación.

Tem

pera

tura

ope

rati

va d

e la

h

abit

ació

n [º

C]

Tiempo [h]

Temperatura operativa de la habitación con el uso de la refrigeración pasiva

Temperatura operativa de la habitación en el transcurso de un día

Temperatura operativa óptima de la habitación

Límites habituales de la temperatura operativa de la habitación

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

0 01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1615 17 18 19 20 21 22 23

Tem

pera

tura

ope

rati

va d

e la

h

abit

ació

n [º

C]

Tiempo [h]

Temperatura operativa de la habitación sin el uso de la refrigeración pasiva

Temperatura operativa de la habitación en el transcurso de un día

Temperatura operativa óptima de la habitación

Límites habituales de la temperatura operativa de la habitación

0 01 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1615 17 18 19 20 21 22 23151617181920212223242526272829

Uponor. Únicamente se necesitan instalar como elementos adicionales los sensores de humedad. En el caso de la refrigeración pasiva, sólo

están en funcionamiento la bomba de circulación de brine al terreno y la bomba de circulación del emisor radiante. Por tanto el compresor

de la bomba de calor no arranca y los costes se limitan al pequeño consu-mo eléctrico de las bombas de circu-lación.

Compresor de la bomba de calor geotérmica

Bomba de circulación emisor radiante

Potencia eléctrica 2,300 W 16 – 310 W

Potencia eléctrica con el caudal calculado – 55 W

Tiempo de funcionamiento 800 h 800 h

Demanda de energía total anual 1,840 kWh 44 kWh

Tarifa eléctrica por kWh 0.20 ¤/kWh 0.20 ¤/kWh

Coste energético anual 368.- ¤ 8.80 ¤

Coste energético total 376.80 ¤

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Descripción de la aplicación

Los captadores horizontales son una versión habitual de geotermia en lugares con disponibilidad de super-fi cie. Consisten en circuitos de cap-tadores horizontales, es decir, tube-rías instaladas en paralelo a la superfi cie de la tierra.

La ventaja importante de los capta-dores horizontales es la baja inver-sión con un coefi ciente de prestación estacional relativamente alto. De todos los sistemas de geotermia, el captador horizontal es la variante que implica menores costes. Se debe prever un espacio relativa-mente amplio de parcela no imper-meabilizado.

Una alternativa a los captadores horizontales es la activación de las losas de cimentación para la cale-facción y/o la refrigeración pasiva. En este caso no se necesita espacio adicional aparte del propio edifi cio. Dado que la mayoría de los edifi cios se alzan sobre losas de cimentación, cimentación lineal o cimientos pro-fundos, o una combinación de

estos, resulta útil el aprovechamien-to del calor obtenido de la geotermia a través de los cimientos. Por debajo de la losa de cimentación o losa del forjado, es decir, entre la tierra y la losa, se suele integrar lo que se denomina una capa formada por hormigón de limpieza o grava fi na. Para utilizar la geotermia se pueden integrar aquí las tuberías del capta-dor. La capacidad que se puede alcanzar con las losas de cimentación es limitada y claramente inferior a los captadores horizontales sin construc-ción encima. Aquí, aparte del estado del suelo, tienen una importancia fundamental el nivel del agua sub-terránea y el fl ujo de agua subterránea. ¡Deben evitarse en cualquier caso las temperaturas inferiores al nivel de helada!

Sistema / ámbito de aplicación

Ilustración esquemática de un sistema de captador horizontal

Ventajas

Coste de inversión compara-tivamente bajo

Buen coefi ciente de prestación estacional

Instalación sencilla Solución ideal para viviendas

unifamiliares o pequeños edifi cios

Baja profundidad de insta-lación sin alterar el equilibrio hidrológico

Dependiendo de los distintos requisi-tos y condiciones, los circuitos de captadores geotérmicos individuales se instalan a una distancia de 0,5 a 0,8 m con tuberías de diámetro 32 mm; y de 1,2 a 1,5 m con tuberías de 40 mm. Los circuitos de cap-tación se disponen de forma similar a un sistema de climatización por suelo radiante. Las líneas de sum-inistro y de retorno de los circuitos se agrupa en cámaras o zanjas y se dirigen a la bomba de calor.

Nota:

La combinación de captado-res horizontales con la estación de refrigeración Uponor EPG6 constituye una solución ideal de refrigeración libre.

Captadores horizontales

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Fijación de circuitos sobre mallazoInstalación de circuitos individuales

Funcionamiento

Hasta un 99% del calor extraído del terreno por los captadores hori-zontales es energía solar almacena-da en el suelo y no calor proceden-te del núcleo terrestre. Por este motivo, el contacto térmico con la superfi cie de la tierra resulta deci-sivo para la efi ciencia. En invierno la energía solar neta que incide en el suelo es menor, pero la cap-tación de calor es mayor. La energía extraída es la energía solar almacenada en el suelo durante el verano. La capacidad de alma-cenamiento básica del suelo se puede ver alterada por el cambio de fase del agua existente en el terreno. Por lo que es necesario instalar el captador geotérmico horizontal por debajo de la línea de helada natural.

Propiedades físicas de los tipos de suelo caraterísticos

Unidad Arena Arcilla Limo Arcilla arenosa

Contenido de agua % Vol. 9.3 28.2 38.1 36.4

Conductividad tér-mica

W/mK 1.22 1.54 1.49 1.76

Capacidad térmica específi ca

J/kg K 805 1,229 1,345 1,324

Densidad kg/m³ 1,512 1,816 1,821 1,820Fuente: VDI 4640

Prof

undi

dad

en e

l sue

lo [

m]

Temperatura (profundidad) [ºC]La temperatura del suelo aumenta una media de 1 ºC por cada 33 m aproximádamente

20

0

15

10

5

Temperatura (superficie terrestre) [ºC]


Colector Horizontal Uponor Profundidad de instalación: normalmente 1.2 – 1.5 m

5 2510 15 20

5 2510 15 20

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Durante periodos de funcionamiento más prolongados debe tenerse en cuenta tanto la capacidad de extracción específi ca qE como el factor de extracción anual específi co.En los captadores de geotermia, este debe situarse entre 50 y 70 kWh/(m² año). Valores de referencia para captadores de geotermia diseñados según la norma VDI 4640: ¡válido sólo para el funcionamiento en calefacción y producción de agua caliente!

Reference values for the dimensioning of horizontal collectors

Subsuperficie Capacidad de extracción especí-fica qE con 1.800 h/a [W/m²]

Capacidad de extracción especí-fica qE con 2.400 h/a [W/m²]

Distancia deinstalación

[m]

Profundidad de instalción

[m]

Distancia hasta las tuberías desuministro [m]

Suelos secos no cohesivos 10 8 1 1.2 – 1.5 > 0.7

Suelos húmedos cohesivos 20 – 30 16 – 24 0.8 1.2 – 1.5 > 0.7

Arena/grava saturada de agua 40 32 0.5 1.2 – 1.5 > 0.7

Límites de aplicación

La efi ciencia de un captador horizon-tal depende sobre todo del conteni-do de agua del suelo que lo rodea. En un suelo arenoso con baja acción capilar, el agua de lluvia se fi ltra rápi-damente a las capas más profundas de la tierra. Por el contrario, un suelo arcilloso con un alto efecto capilar puede retener el agua mucho mejor contra la gravedad. Estas diferencias hacen que el contenido volumétrico de agua en arena sea normalmente inferior al 10% y en arcilla superior al 35%. Por lo tanto, en arcilla hay más del doble de agua por volumen de suelo disponible como almacenamien-to latente para un captador horizon-tal que en un suelo arenoso. Además, el agua que contiene el suelo mejora la conductividad térmica, por lo que el calor almacenado en las capas más profundas de la tierra y la energía solar de la superfi cie terrestre pueden fl uir mucho más fácilmente hasta los captadores.

En la tabla de la página anterior se hace una distinción entre arena, arcilla, limo y arcilla arenosa, lo que refl eja muy bien la amplia gama de suelos existentes en la naturaleza.

La arena en este contexto es un sue-lo suelto formado por granos separa-dos (> 50 mm). En este tipo de suelo el efecto capilar es extremadamente bajo y la permeabilidad del agua en el terreno es alta. Así pues, el agua

de lluvia se fi ltra rápidamente a las capas más profundas, lo que da lugar por encima del agua subter-ránea a un bajo contenido volumé-trico de agua inferior al 10%.

La arcilla consiste básicamente en una mezcla de arena y limo, mien-tras que el limo es un sustrato de grano medio-fi no (entre 2 mm y 50 mm). Estos suelos cohesivos pre-sentan un contenido volumétrico de agua del 20 al 40%, por lo que resultan más adecuados que la are-na para captadores horizontales.

En arcilla arenosa, consistente en su mayor parte en granos muy fi nos (< 2 mm), el efecto capilar es aún mayor, produciendo un contenido volumétrico de agua superior al 30%.

Las propiedades físicas exactas var-ían de un lugar otro, lo que se debe, entre otras cosas, al distinto nivel de precipitaciones. La siguiente tabla muestra los valores medios de las propiedades físicas de los distin-tos tipos de suelo.

En Europa las diferencias climáticas son tan grandes que no tiene senti-do instalar captadores horizontales siguiendo unas mismas referencias. En climas más cálidos es posible una mayor capacidad de extracción específi ca de la superfi cie sin pro-ducir daños en el sistema ni en el medio ambiente.

Construcción y medio ambienteDurante el uso en calefacción, los cap-tadores horizontales extraen calor del suelo, por lo que este se enfría después hasta una temperatura inferior a la de un suelo no alterado. A la hora de determinar las dimensiones del sis-tema, debemos asegurarnos de que el suelo circundante y el medio ambiente no tengan ninguna alteración.

En general, es posible que la fl ora sit-uada por encima de un captador hori-zontal nazca con un ligero retraso en primavera. Dado que el captador hori-zontal suele encontrarse a profundi-dades de más de un metro y que son pocas las raíces de plantas que pene-tran hasta tal profundidad, el efecto es bajo. En principio se puede plantar cualquier especie de planta en la parcela del captador horizontal, inclu-so árboles. Las tuberías para geoter-mia a la profundidad habitual no resultan dañadas por las raíces y el efecto causado en las plantas por las tuberías es mínimo.

El funcionamiento del captador hori-zontal puede ser sensible a la for-mación de hielo en invierno. Si la temperatura de la superfi cie exterior de las tuberías del captador desciende por debajo de 0 °C, el agua existente en el suelo circundante empieza a helarse. Una ligera formación de hielo no suele ser problemática, ya que en invierno el terreno también se hiela en algunas zonas hasta una profundi-dad de 0,5 m – 0,8 m, para derretirse

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con la subida de las temperaturas en la primavera. Sin embargo, hay que ser rigurosos en el diseño para evitar que el terreno y el ambiente puedan verse afectados por formación de hie-lo en exceso.

Dilatación del agua durante la congelaciónEl agua retenida en el terreno aumenta su volumen cuando se pro-duce congelación. Si existen relativa-mente pocos huecos llenos de agua, la formación de hielo no tiene un efecto destacado, ya que el hielo se puede dilatar ocupando los huecos adyacentes llenos de aire. Sin embar-go, cuando el contenido de agua es alto, se produce dilatación del terre-no con distintos efectos.

El agua que circunda el captador se congela y se dilata y el terreno ejerce presión sobre el captador. Los suelos francos conservan en buena medida esa forma una vez que se ha derreti-do el hielo en primavera, mantenien-do así el contacto entre el captador geotérmico y el terreno. El aumento de agua retenida en el terreno por lluvia o riego vuelve a llenar los pequeños huecos entre el captador y el terreno mejorando la transmisión térmica.

Efecto del agua en primaveraSi se produce un gran efecto de con-gelación en invierno, los radios de hielo que rodean las tuberías del captador se unen entre sí y se inter-rumpe la difusión vertical de hume-dad. En primavera el hielo se derrite y el terreno se puede saturar de agua, impidiendo la fi ltración de agua de lluvia. Este fenómeno puede originar barro en la superfi cie del ter-reno encima del captador, y generar efectos de deslizamientos en casos extremos de pendientes superiores al 15%. Para pendientes inferiores se pueden instalar captadores geotér-micos horizontales sin riesgo por efectos del agua de primaveray la cantidad incrementada de agua de lluvia no se pueden fi ltrar al sue-lo. Se produce barro en la superfi cie de la tierra. Especialmente en las col-inas con gran pendiente, las capas continuas de hielo bajo el suelo sat-urado de agua pueden provocar deslizamientos de tierras. No obstante, con una pendiente del ter-reno de hasta el 15% se puede insta-lar sin problemas un captador hori-zontal en paralelo a la superfi cie de la tierra.

Debemos tener en cuenta también que la capa de hielo se puede derre-tir a tiempo para que el agua pueda

fi ltrarse a ese espacio. Dado que la evolución anual de las temperaturas y el nacimiento de la vegetación en primavera varían mucho según la región, no es útil establecer una fecha fi ja para esto. En lugar de ello, se considera apropiado el momento en que la media de la temperatura ambiente de dos a cuatro días alcan-za un nivel límite de 12,0 °C. Este momento suele tener lugar entre mediados de abril y mediados de mayo. Para entonces los radios de hielo se habrán derretido hasta el punto de no estar ya en contacto entre sí, y además el agua fi ltrada acelerará entonces el proceso de der-retimiento del hielo. Los efectos de la incidencia del agua pueden ser más negativos en el caso de suelos arenosos muy saturados próximos al nivel freático, ya que en estos suelos el agua suele fi ltrarse fácilmente y la capa de hielo difi cultará el drenaje natural. En los suelos arcillosos el agua se fi ltra despacio también cuando están helados y, por ello, una capa de hielo cerrada tiene un efecto mínimo en el drenaje natural. A la hora de determinar las dimensiones del captador horizontal según la nor-ma VDI 4640, hay que considerar la menor alteración posible para el medio ambiente.

Montaje de captador geotérmico en losa del forjadoCircuitos de tuberías captador geotérmico Uponor PE-Xa

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En caso de dimensionado monova-lente (una sola fuente de energía) de la bomba de calor de brine/agua, las fuentes de calor se deben dimensionar de tal manera que cumplan los requisitos de potencia del edifi cio Q

G y no el de la bomba

de calor. La capacidad de calefac-ción total Q

WP incluye el requisito de

capacidad del edifi cio QG y para el

calentamiento de agua doméstica Q

ww teniendo en cuenta un tiempo

de bloqueo Z.

Si en la etapa de diseño selecciona-mos una bomba de calor con menor capacidad de calefacción que la nece-saria, o bien el captador geotérmico tiene menor superfi cie de la necesaria, aumentarán las horas de funcionamien-to de la bomba de calor generando un consumo eléctrico excesivo. Esto sig-nifi ca que el captador estará someti-do a una mayor solicitación o se pro-ducirá un factor de extracción anual más alto.

Es indispensable una planifi cación y dimensionado preciso y optimizado de los captadores horizontales. Debe evitarse un tamaño excesivamente reducido, ya que esto produce una disminución de la temperatura de la brine y, por lo tanto, un bajo coefi -ciente de rendimiento estacional.

Un tamaño insufi ciente puede dar lugar a una reducción continua de las temperaturas de la fuente de calor, alcanzando en casos extremos el límite operativo de la bomba de calor.

Aparte de las propiedades del suelo y las condiciones climáticas, el dimensionado de captadores hori-zontales depende de las horas de funcionamiento anual del sistema de bomba de calor. Se parte normal-mente de un máximo de 1.800 horas de funcionamiento.La superfi cie de captación requerida en el caso de captadores horizon-tales se basa en la capacidad de extracción específi ca q

E del suelo y la

capacidad del refrigerante QO de la

bomba de calor.

Amin

= [m²] Q

O

qE

La capacidad del refrigerante corresponde a la proporción de la capacidad de la bomba de calor extraída del terreno y constituye la diferencia entre la capacidad térmica de la bomba de calor Q

H y

el consumo eléctrico Pel.

La longitud requerida de tubería de captador L

K se calcula a partir de la

superfi cie requerida del captador A

min y la distancia s de las tuberías

del captador.

QO

= QH – P

el[W]

LK =

Amin

s[m]

Dimensionado de los captadores horizontales

Cuando se reduce la distancia de las tuberías manteniendo la misma capacidad de extracción, el riesgo principal es la formación de barro en primavera. Los radios de hielo for-mados alrededor de las tuberías no se derretirían entonces a tiempo para dejar espacio para la fi ltración del agua de lluvia. Cuando se amplía la distancia de las tuberías, des-

ciende la temperatura del brine que circula por el captador para la misma cantidad de extracción de calor. En caso de carga máxima, la tempera-tura de retorno de la brine caería por debajo de -5 °C, lo que provocaría el apagado de la bomba de calor. Por lo tanto, una diferencia en la distancia de las tuberías superior a 5 cm requiere siempre una reducción de la capacidad de extracción específi ca de la superfi cie.

Ejemplo de cálculo

Bomba de calor (datos del fabri-cante)

- Capacidad de calefacción Q

H = 8.9 kW

- Consumo eléctrico P

el = 1.98 kW

➔ Capacidad refrigerante Q

O = 6.92 kW

Captador horizontal (datos según la norma VDI 4640)

- Periodo de uso anual 1,800 h - Capacidad de extracción q

E = 25 W

- Distancia de instalación s = 0.8 m ➔ Superfi cie del captador

Amin

= 277 m² ➔ L

K = 346 m

Dimensionado del captador horizontal

➔ 4 circuitos de calefacción por 100 m

➔ Distancia de instalación real = 0.69 m

A la hora de determinar las dimen-siones de las tuberías del captador, debemos asegurarnos de exista una baja pérdida de carga (importante: considerar que el brine – agua y anticongelante – tiene mayor vis-

cosidad que el agua), ya que el rendimiento y consumo de la bomba circuladora afecta el coefi ciente de rendimiento estacional β del sistema de bomba de calor.

QWP

= (QG + Q

WW) · Z [W]

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Montaje e instalación

La obra de movimiento de tierras es parte de los costes de la obra de instalación de un captador, la ven-taja es que es posible excavar la superfi cie del captador, instalar los circuitos y los tramos de conexión horizontales sin tener que usar téc-nicas de perforación.

Con el método de excavación abierta se excava la superfi cie de un circuito por medio de una excavadora pequeña con un ancho de pala correspondiente a la distancia de las tuberías. A continuación se insta-la el circuito de tuberías en esa zona. Cuando se excava la segunda super-fi cie para otro circuito, el suelo exca-vado se puede utilizar para rellenar la primera zona excavada previamente. Durante el relleno es necesario com-pactar el suelo lo mejor posible, ya

que el material suelto reduce el efec-to capilar, produciendo un bajo contenido de agua y, por lo tanto, peores propiedades térmicas.

No obstante, la excavación por zonas resulta útil con una distancia de las tuberías superior a 40 cm. Con distancias menores, la mayoría de las veces la mejor alternativa es excavar la superfi cie completa. El principal inconveniente en este caso es que hay que mover el doble de tierra, y se requiere más espacio libre para almacenar el material excavado. El transporte del material excavado hasta el espacio libre y de vuelta a la parce-la del captador son trabajos adi-cionales que no serían necesarios en caso de instalar el captador geotérmico horizontal por zonas. Todos los circuitos de tuberías de los captadores horizontales instala-

dos en el suelo deben ser de la misma longitud y pueden conec-tarse a una bomba de calor a través de un colector de suminis-tro y retorno según el principio de Tichelmann o retorno invertido.

Cuando se instalan las tuberías según el principio de Tichelmann, la longitud requerida de las tube-rías se divide en circuitos de tube-rías conectados en paralelo. En cuanto a la pérdida de presión, hemos de tener en cuenta el cau-dal en los distintos circuitos de tuberías, la longitud de las mismas y su diámetro. Los distintos circui-tos de captador se pueden diseñar e instalar como circuitos de tube-rías en confi guración de retorno invertido (véase la instalación de Tichelmann), en espiral o en doble serpentín.

Instalación del circuito de calefacción del sistema en espiral

Instalación del circuito de calefacción del sistema en forma de doble meandro

Principio de instalación de tuberías de Tichelmann con los circuitos de calefacción designados como bucles de tuberías Posibles variantes de

instalación

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Lecho del captador horizontal según la norma VDI 4640

Según la norma VDI 4640 los circui-tos de tuberías no deben superar una longitud máxima de 100 m y las conexiones horizontales de suminis-tro y de retorno no deben superar una longitud de 30 m hasta la bom-ba de calor para no generar excesi-vas pérdidas de carga. Si no es posi-ble instalar circuitos de la misma longitud, se deberá utilizar una compensación hidráulica mediante válvulas de equilibrado con el fi n de mantener la misma pérdida de carga en cada circuito del captador.

Seguiridad operativaLos circuitos de tuberías del capta-dor horizontal se instalarán con una pendiente mínima hasta el colector para permitir el purgado de aire y evacuación de posibles bolsas de aire desde el captador horizontal hasta el colector. Todos los elemen-tos y racores de conexión instalados fuera del edifi cio deben estar debidamente protegidos. Además, cada circuito del captador debe estar equipado con válvulas de cor-te para poder cerrarlo en caso nece-sario. Las tuberías de los circuitos del captador geotérmico se conec-tarán al colector de forma que no se produzca fugas ni las conexiones queden tensionadas.

Cuando se instale un captador de geotermia bajo la losa de cimentación de un edifi cio, la función del capta-dor o del suelo que lo rodea se con-siderará de almacenamiento de energía. Se evitará sellar las superfi -

cies del captador. El funcionamiento a largo plazo sólo está garantizado con el mismo nivel de aportación de calor y de extracción de calor (fun-ción de calefacción y refrigeración) a lo largo de todo el año. Con esta confi guración, la regeneración del terreno por entrada de energía superfi cial está excluida. Las conexiones de tuberías montadas en la parte construida no están accesibles para ningún tipo de mantenimiento, por lo que deben usar el sistema de unión, Uponor Quick & Easy, libre de juntas tóricas y que ofrece garantía total a largo plazo.

Según la norma DIN 4140-2, todas las tuberías generales de alimentación y retorno interiores al edifi cio, se deben aislar (aislamiento resistente a la difusión de vapor de agua) para evitar la condensación de agua. Tam-bién es absolutamente recomendable aislar las líneas generales de aliment-ación y retorno de cualquier captador geotérmico.

Si es posible, los captadores horizon-tales deben instalarse a una profun-didad mínima de 1,2 m hasta una profundidad máxima de 1,5 m para

garantizar la regeneración óptima del suelo sin el riesgo de caer por debajo del punto de congelación natural. Además, el sistema de bomba de calor se llena de brine, que suele ser una mezcla de agua y glicol (medio de transferencia del calor), para evi-tar la congelación del captador y del evaporador.

Los fl uidos caloportadores se ele-girán siempre de manera que, en caso de fuga, se evite o se minimice la contaminación del agua subter-ránea y del suelo. Se elegirán sustan-cias orgánicas no tóxicas o biode-gradables conforme a la norma VDI 4640.

Asegúrese de que sea posible el llenado y la descarga del sistema. Para evitar el llenado excesivo, el sis-tema de bomba de calor debe estar

Importante

¡El agente anticongelante y el agua deben mezclarse en un recipiente con capacidad suficiente antes de intro-ducir la mezcla en el capta-dor!

Tubo desuministro

Cinta de señalización de la zanja 30 – 40 cm por encima de la tubería

50 – 80 cm de distancia de la tubería(1.2 – 1.5 m con un diámetro de 40 mm)

Lech

o:

PE-X

a no

requ

iere

lech

o de

are

naPE

100

apro

x. 3

0 cm

de

aren

a

min

. 70

cm 120

- 15

0 cm

Relleno principal.Incl. diseño de la vía

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equipado con una válvula de seguri-dad. El brine debe mezclarse antes de introducirse en el circuito del ter-reno para conseguir la combinación adecuada y evitar así la congelación a ciertos niveles. El porcentaje de glicol suele ser del 25 – 30%. Por ello, las pérdidas de presión de las tuberías del captador son 1,5 -1,7 veces mayores que si estuviesen lle-nas de agua sin mezclar. Esto se debe tener en cuenta a la hora de calcular las dimensiones de la bomba circuladora. La prueba de presión debe efectuarse de acuerdo con la norma DIN 4279-1 (o norma local equivalente).

(1,2 – 1,5 m para un diámetro de 40 mm).

La distancia de instalación entre los captadores horizontales y otras tuberías de suministros (gas, agua, calefacción, electricidad, etc.), edi-fi cios, espacio de circulación, fi ncas adyacentes y piscinas deberá ser como mínimo de 0,7 m. La fi jación de los circuitos de tuberías (altura en el suelo y separación) se puede efectuar por medio de ganchos o instalando las tuberías sobre una malla de refuerzo.

Normativa legal

Para los captadores horizontales puede ser necesaria una apro-bación específica conforme a las normativas locales. Además de las regulaciones locales, se recomienda seguir como referencia la norma VDI 4640 específica de geotermia.

Dependiendo del tipo de tubería utilizada, los circuitos de tuberías se instalarán sobre un lecho de arena. Sólo si se utilizan tuberías Uponor PE-Xa será innecesaria la introducción en arena debido a su resistencia al fenómeno de propagación de grie-tas, tanto en crecimiento lento y como en crecimiento rápido.

La distancia de instalación de los captadores horizontales se elegirá de tal manera que se evite la unión entre sí de los radios de hielo que se pudieran forman alrededor de las tuberías del captador. Estas distan-cias suelen ser de 0,5 m a 0,8 m

Dimensiones de la tubería PE-Xa [mm]

Diámetro interior [mm]

Volumen de agua [l/m]

25 x 2.3 20.4 0.327

32 x 2.9 26.2 0.539

40 x 3.7 32.6 0.835

Volumen de agua según las dimensiones de la tubería en loscaptadores horizontales

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Ilustración esquemática de un sistema de cestas de enrgía

Cestas de energía

La cesta de energía es un tipo de diseño especial de captadores hori-zontales. Las cestas de energía se utilizan cuando no es posible la perforación profunda ni la ciment-ación termoactiva bien por motivos hidrológicos, o cuando el espacio disponible es demasiado pequeño. La cesta de energía es una alterna-tiva muy efectiva desde el punto de vista económico y energético en el ámbito de la geotermia.La Cesta de Energía Uponor es la solución ideal para viviendas unifa-miliares y terciario de pequeñas dimensiones.

Descripción de la aplicaciónDurante el funcionamiento, el brine (mezcla de agua y glicol) circula


Ventajas

Efi caz desde el punto de vista económico y energético para la geotermia

Solución ideal para viviendas unifamiliares y terciario de pequeñas dimensiones

Menor necesidad de terreno que para el captador horizon-tal con un buen aprovechami-ento del volumen del suelo

Extracción de calor constante y frío pasivo

Poca profundidad de insta-lación sin efectos en el nivel de agua

Nota:

La combinación del sistema de cestas de geotermia con la estación de refrigeración Uponor EPG6 es una solución ideal para refrigeración pasiva o geocooling.

por la cesta de energía extrayendo calor o frío del suelo. Con ayuda de una bomba de calor se eleva la tem-peratura hasta alcanzar un nivel de funcionamiento utilizable.

En los meses cálidos de verano, la temperatura fresca del suelo se puede utilizar para la refrigeración pasiva, conocida también como geocooling. Durante este proceso normalmente sólo está en marcha la bomba de circulación de brine de la bomba de calor. De este modo, el consumo energético durante la fase de refrigeración se limita al mínimo, por lo que es claramente más renta-ble que las variantes de refrigeración convencionales.La condición para ello, no obstante,

es un sistema radiante de calefac-ción y refrigeración. La alternancia en la solicitación al terreno funcionan-do en modo calefacción y modo refrigeración crea un equilibrio energético en la subsuperfi cie, garantizando así una fuente de energía de larga duración.

La Cesta de Energía Uponor está diseñada para su uso a una profun-didad de 1-4 metros. La cesta de energía se instala cerca de la super-fi cie, a una profundidad en la que todavía se producen fl uctuaciones de temperatura estacionales. Así pues, la temperatura del suelo se ve afectada por las condiciones meteorológi-cas. Las fl uctuaciones estacionales se producen hasta profundidades que rondan los 15 metros (existen diferencias regionales); y las fl uc-tuaciones diarias, hasta una profun-didad aproximada de 1 m.

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A la profundidad de instalación del sistema de cestas de energía, es en noviembre cuando se alcanza la temperatura máxima del suelo y en mayo la mínima, a diferencia de lo que ocurre con las temperaturas exteriores. Esto se debe a que, por una parte, el suelo es un mal con-ductor del calor y, por otra parte, tiene una gran capacidad de alma-cenamiento del calor.

Así, la energía solar (radiación solar) que penetra en los primeros metros de la superfi cie terrestre a principios del verano se almacena durante varios meses. La temperatura del suelo desciende a un ritmo más lento que la temperatura del aire. Al principio del periodo de uso de la calefacción se producen las temperaturas máxi-mas en el suelo, mientras que las mínimas se alcanzan al principio del

periodo de refrigeración.

En las profundidades de instalación de la Cesta de Energía Uponor se mantiene durante todo el año una temperatura relativamente constante de unos 7 a 13 °C. La forma cónica de la Cesta de Energía Uponor per-mite aprovechar un gran volumen de suelo a pesar de su superfi cie relativamente pequeña.

De este modo, el gran volumen de terreno y la extracción de calor estable evitan la congelación ino-portuna del entorno directo. En casos de carga extrema, tan sólo es posible que se forme hielo en el lado de la cesta de energía. No obstante, esta formación de hielo desaparecerá al reducirse la carga. Dado que las temperaturas de extracción son razonablemente constantes, esta es una fuente de energía ideal para alimentar la bomba de calor. Se incrementa así considerablemente la efi ciencia de la bomba de calor. El uso recomen-dado está dentro de un intervalo de capacidad de hasta 30 kW.

Prof

undi

dad

en e

l sue

lo [

m]

Temperatura (profundidad) [ºC]La temperatura del suelo aumenta una media de 1 ºC por cada 33 m aproximádamente..

20

0

15

10

5



Cesta de Energía Uponor Profundidad deinstalación: 1 a 4 m

5 2510 15 20

5 2510 15 20

Instalación de la Cesta de Energía UponorDistancia diseñada y prefi jada de las espiras de tuberías en la Cesta de Energía Uponor

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Gracias a la forma cónica de gran volumen de la Cesta de Energía Uponor se crea una mayor superfi -cie para la absorción de la geoter-mia y se maximiza el volumen de fl uido caloportador, brine. De esta forma se puede extraer la energía térmica del suelo de manera más constante.

Se evita la llamada solidifi cación por congelación, ya que la extracción de calor tiene lugar por debajo de la línea de helada, a una profundidad de 1 a 5 m. Por ello, la superfi cie

En la tabla anterior se distingue entre arena, franco, limo y arcilla arenosa, lo que refl eja la amplia gama de suelos existentes en la naturaleza.

La arena en este contexto es un suelo suelto formado por granos separados (> 50 mm). En este tipo de suelo el efecto capilar es extremadamente bajo y la permea-bilidad del agua subterránea es alta. Así pues, el agua de lluvia se fi ltra rápidamente a las capas más profundas, lo que da lugar por encima del nivel freático a un bajo contenido volumétrico de agua inferior al 10%.

situada sobre la Cesta de Energía Uponor instalada se puede usar como jardín sin ningún problema. Debe evitarse la construcción enci-ma y la impermeabilización de la zona.

La regeneración natural del suelo se produce por la radiación solar regu-lar y el humedecimiento del suelo por la lluvia y la nieve derretida. La poca profundidad de instalación evita la alteración del equilibrio hídrico. El tamaño compacto de la Cesta de Energía Uponor requiere

El suelo franco consiste básica-mente en una mezcla de arena y limo, mientras que el limo es un suelo de grano medio-fi no (entre 2 mm y 50 mm). Estos suelos cohe-sivos presentan un contenido volumétrico de agua del 20 al 40%, por lo que resultan más adecuados que la arena para captadores hori-zontales.

En arcilla arenosa, consistente en su mayor parte en granos muy fi nos (< 2 mm), el efecto capilar es aún mayor, produciendo un contenido volumétrico de agua superior al 30%.


hasta un 60% menos de superfi cie de parcela en comparación con el captador horizontal.

Hipotéticos casos extremos como el levantamiento irregular del suelo por la formación de grandes círculos de hielo si el dimensionado del sis-tema es insufi ciente, o la formación de una capa continua de hielo por debajo de la superfi cie que impedi-ría la fi ltración del agua de lluvia, no suelen producirse con las cestas de energía.

Las propiedades físicas exactas varían de un lugar otro, lo que se debe, entre otras cosas, al distin-to nivel de precipitaciones. La tabla muestra los valores medios de las propiedades físicas de los diferentes tipos de suelo.

En Europa las diferencias climáticas son tan grandes que no tiene senti-do instalar captadores horizontales siguiendo unas mismas normas. En climas templados es posible una mayor capacidad de extracción específi ca por unidad de superfi cie sin producir alteraciones en el siste-ma ni en el entorno.

Propiedades físicas de los tipos de suelo caraterísticos

Unidad Arena Franco Limo Arcilla arenosa

Contenido de agua % Vol. 9.3 28.2 38.1 36.4

Conductividad térmica W/mK 1.22 1.54 1.49 1.76

Capacidad térmica específi ca J/kg K 805 1,229 1,345 1,324

Densidad kg/m³ 1,512 1,816 1,821 1,820

Fuente: VDI 4640

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A la hora de determinar las dimen-siones de un sistema de cesta de energía se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:

La base para el dimensionado adecuado del sistema de cesta de energía es el cálculo correcto de la carga de calefacción y el análisis concreto del tipo de suelo y la humedad del suelo.

Selección del sistema emisorPara un sistema de cesta de energía, al igual que para cualquier otro sis-tema de geotermia, es fundamental

la selección del sistema emisor y las temperaturas de trabajo del mismo. Para garantizar la máxima efi ciencia posible de todo el sistema, se debe elegir una temperatura lo más baja posible, por esto motivo la mejor opción es optar por un sistema de emisión radiante.

Por norma general se aplica lo siguiente:Un aumento de la temperatura del caudal del emisor en 1 grado Kelvin supone cerca de un 2,5% más de energía requerida. Temperatura del caudal del emisor recomendada

Dimensionado de las cestas de energía

para los sistemas de calefacción radiantes: máximo 35°C.

A partir de la experiencia se han establecido los siguientes valores de referencia para el dimensionado de los sistemas de captación geotérmica con Cestas de Energía Uponor. Estos valores sirven para evaluar las condi-ciones del suelo. Son adecuadas para la instalación de una Cesta de Energía Uponor las clases de suelos 1-4 (DIN 18300). A partir de la clase de suelos 5 debe consultarse con el fabricante.

Potencia específica de captación (caso de calefacción) por cada Cesta de EnergíaUponor con 1800 h/a [W/cesta]

Valor de referencia para el dimensionado de un sistema de captación geotérmica con Cestas de EnergíaUponor

Suelo seco sin cohesión

Suelo húmedo cohesivo

Arena / grava saturada de agua

500 2000600 700 1000 1200 13001100800 1400 1500 1600 1700 1800 1900

Valor de referencia para el dimensionado de un sistema de captación geotérmica con Cestas de EnergíaUponor XL

500 2000600 700 1000 1200 13001100800 1400 1500 1600 1700 1800 1900

Suelo seco sin cohesión

Suelo húmedo cohesivo

Arena / grava saturada de agua

Potencia específica de extracción (caso de calefacción) por cada Cesta de EnergíaUponor XL con 1800 h/a [W/cesta]

Las ventajas de la Cesta de Energía Uponor son:

No requiere permisos especiales ni trabajos de perforación

Procedimiento sencillo de aprobación de obra (obligación de notifi cación, dependiendo del país)

Debido a la poca profundidad de instalación, es posible su uso

incluso en zonas de protección de aguas

Sin efectos en el agua subterránea Sin riesgo de solidifi cación por

congelación, sin efectos en el uso como jardín, sin efectos en la ac-ción capilar del suelo

Regeneración rápida del suelo por la acción del sol, la lluvia y la nieve derretida

Refrigeración pasiva

Requiere poco espacio, 50-60% menos que los captadores hori-zontales

Instalación posible en terrenos de difícil acceso en los que no se pueden utilizar equipos pesados de perforación

Instalación rápida Sistema libre de mantenimiento

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En caso de que no sea posible clasifi car claramente el terreno del emplazamiento de instalación, éste deberá ser analizado por un geólogo.

Con modos de funcionamiento> 1.800 h, el número de Cestas de Energía Uponor deberá adaptarse a las condiciones del suelo.

La bomba de calor necesaria debe ser elegida por el fabricante o por el proyectista del sistema de climati-zación geotérmica. Se seleccionará el modelo de bomba de calor en

Vivienda unifamiliar

Potencia de calefacción calculada * 6 kW

Capacidad refrigerante 4 kW (según el fabricante de la bom-ba de calor)

Propiedades del suelo Capacidad máxima de extracción de una Cesta de Energía Uponor

Suelo húmedo cohesivo1.2 kW

N.º requerido de cestas de energía 4

Volumen de brine 336 l

Tamaño del colector de geotermia 2 salidas

* incluida agua caliente y tiempo de bloqueo de la empresa suministradora; periodo de funcionamiento de 1.800 h

Monoetilenglicol 29%

Densidad kg/m³ 1,051

cp kJ/(kg • m) 3,72

Viscosidad Pa • s 0,00313

Caudal másico kg/s 0,36

N.º máximo de cestas en fi la 2

Velocidad del fl uido m/s 0,32

Longitud de tubería PE-Xa 32 x 2,9 mm por ces-ta incl. tubo de conexión en m

150

Longitud de tubería PE-Xa 32 x 2,9 mm por conexión en serie de 2 cestas en m

300

Pérdida de presión de la conexión en serie de cestas de energía incl. tubo de conexión integra-do

280 mbar

Pérdida de presión del colector de geotermia Uponor, 2 salidas

30 mbar

Pérdida de presión total incluido el colector 310 mbar

El cálculo de la pérdida de presión se refi ere al ejemplo anterior. Aquí se uti-lizan sólo los datos para monoetilenglicol

función de la carga de calefacción, las temperaturas del sistema, la apli-cación y el tiempo de funcionamiento. Esto dará lugar a la potencia de

refrigeración y calefacción.El siguiente ejemplo muestra cómo calcular el número necesario de Cestas de Energía Uponor:

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Es necesario estudiar la presencia de árboles y tuberías o cables (agua, teléfono, aguas residuales, etc.) en el plan de la obra. De esta manera se pueden evitar problemas de antema-no y situar la posición exacta de las Cestas de Energía.

El lugar elegido para la ubicación de las Cestas, tiene que estar libre de edifi caciones y estructuras como: garajes, cubiertas para aparcamiento, bodegas, piscinas o viales. De lo contrario ya no será posible la regeneración natural.

Se deben mantener las siguientes distancias: La distancia mínima hasta los cimientos, fi ncas adyacentes, zonas de tráfi co, piscina y tuberías de agua y aguas residuales debe ser de 1,5 a 2 metros. Las distancias y espacios recomendados entre la Ces-ta de Energía y otros elementos fi gu-ran en la tabla de datos técnicos.

La Cesta de Energía Uponor consta de un captador geotérmico diseñado en tubería PE-Xa de 150 m de longi-tud lineal y DN 32 x 2,9 mm. Mien-tras que la Cesta de Energía Uponor XL consta de un captador geotérmi-co con 200 m de longitud lineal de tubo PE-Xa de última generación. La tubería va fi jada a una estructura de cuatro barras ligeras diseñadas en espuma de poliuretano. La forma cónica del captador Cesta de Energía aumenta la superfi cie de captación geotérmica y el volumen para el fl ui-do caloportador, aumentando el transporte de la energía. La tubería PE-Xa hace que la Cesta de Energía Uponor sea resistente al fenómeno de crecimiento lento y rápido de grie-tas. Sobre todo en el momento de rellenar el foso de excavación de la

Cesta de Energía, la Cesta puede entrar en contacto con material de relleno de bordesy fi los cortantres. Si se utilizasen materiales convencionales, como PE 100, las tuberías resultarían


dañadas. El suelo se tendría que cambiar por un relleno blando una mezcla de humus y arena. Este relle-no adicional no es necesario con el uso de una tubería Uponor PE-Xa.

Uponor Energy Cage PE-Xa

Datos técnicos Cesta de Energía Cesta de Energía XL

Metros lineales de tubería 150 m 200 m

Diámetro superior (a) 2,4 m 2,4 m

Diámetro inferior (b) 1,4 m 1,4 m

Altura (c) 2,0 m 2,7 m

Distancia de las tuberías 114 mm 114 mm

Volumen de la cesta 6,1 m³ 8,1 m³

Distancia de centro a centro de cesta (d) 6,0 m 7,0 m

Superfi cie necesaria en caso de insta-lación en fi la / cesta

15 – 20 m² 20 – 25 m²

Superfi cie necesaria en caso de dis-posición en paralelo / cesta

35 – 40 m² 35 – 40 m²

Circuitos máximo 2 en serie directamente de formaindividual en el múltiple

Volumen de brine 84 l 108 l

Potencia de captación (garantizada con 1.800 horas de carga completa al año)

1,1 – 1,5 kW 1,6 – 2,0 kW

Prefi jación del captador geotérmico Estructura de barras de espuma de PU con cinta de fi jación

Tubo de conexión horizontal integrado para suministro y retorno

20 m 25 m

d

a

b

c

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La Cesta de Energía Uponor debe conectarse siguiendo el principio de Tichelmann, según el cual, con tuberías de igual longitud e igual sección transversal, se obtendrá un caudal y unas condiciones de fl ujo idénticos. Hemos de asegurarnos de que la longitud de las tuberías no difi era más de un 10%.

Los tubos de conexión de fl ujo y fl ujo de retorno de 20 o 25 m se encuentran ya integrados en la Ces-ta de Energía Uponor. Si, en casos excepcionales, esto no fuera sufi -ciente, el tubo se puede prolongar mediante el uso de la tecnología de conexión Uponor Quick & Easy.

Debemos asegurarnos también de que los tubos de conexión tengan la misma longitud para evitar que se produzcan diferencias de presión y caudal. En caso de que esto no pueda evitarse, se puede efectuar un ajuste mediante el uso de cau-dalímetros en el colector de geoter-mia Uponor.

Las Cestas de Energía Uponor se instalan a una profundidad de 1,4 metros. El tiempo de instalación aproximado es de 1 hora por kW de capacidad de calefacción, es decir, para una vivienda unifamiliar con unos 6 kW, se calculará un día de trabajo.

Las Cestas de Energía Uponor se entregan puestas sobre camión directamente en obra. Debido a su bajo peso, se pueden llevar rodando hasta el lugar de insta-lación una vez descargadas o bien

se pueden colocar con ayuda de una excavadora. Para la excavación del suelo, la excavadora debe tener un peso mínimo de 5-7,5 toneladas, dependiendo de la amplitud del proyecto. Si existe espacio sufi -ciente, son preferibles excavadoras de mayor tamaño, idealmente una excavadora con una pala para tierra de dos metros.

El foso de excavación de la cesta de energía se puede rellenar con el propio material excavado anterior-

mente. Debemos asegurarnos de ir regando y compactando el material de relleno durante el proceso de instalación, es decir, al rellenar el foso de excavación de la cesta de energía. Para evitar el asentamiento se pueden usar equipos de compac-tación después del rellenado. De lo contrario podrían producirse peque-ños hundimientos durante los dos primeros años y además evitamos la presencia de aire que perjudica la transmisión de energía al captador geotérmico.

Instalación de una Cesta de Energía

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La Cesta de Energía Uponor debe instalarse siguiendo estos pasos:

1. Trabajo de excavación2. Introducción de la Cesta de Energía Uponor y rellenado del foso de excavación3. Conexión al colector4. Prueba de presión5. Llenado del sistema con brine6. Validación y documentación del sistema de cesta de energía.

Mediante el uso de una excavadora adecuada se procede a realizar una excavación cuadrada de unos 2,5 x 2,5 m para la primera Cesta de Energía Uponor y Cesta de Energía XL que se va a instalar. La profundi-

Colocación de los tubos de conexiónSeparación de los tubos de conexión Fijación del tubo de retorno

Fijación del tubo de suministro Excavación del foso de instalación Introducción de la cesta de energía

Regado del material de relleno Relleno de la Cesta de Energía Uponor PE-Xa Cesta de energía instalada y compactada

dad de excavación depende de la línea de helada regional. En la mayo-ría de las regiones esta se sitúa a 0,7 – 1,2 m por debajo de la superfi cie de la tierra. Podemos establecer, por tanto, una profundidad de exca-vación de 3,2 – 3,7 m. A continuación se cava una zanja de conexión de 1,2 m de profundidad desde el primer hueco de excavación hasta el colec-tor.

Antes de introducir la cesta de energía en el foso excavado debe-mos realizar unas acciones prepara-torias. El tubo de conexión integrado en la cesta de energía se debe sacar del interior para fi jarlo a las espirales de tubería por medio de bridas de

sujección. Así, se separa el tramo de tubo de conexión horizontal, y se facilita después el tendido de la tubería en la zanja de conexión.

Este proceso está ilustrado también en las siguientes imágenes.

Una vez concluido el trabajo de excavación, la cesta de energía se introduce en el foso de excavación con ayuda de una máquina adecuada (excavadora) y se rellena con el suelo excavado anteriormente. Es impor-tante regar con sufi ciente agua y que el relleno quede lo más compacto posible. Las otras cestas de energía se instalan del mismo modo.

A9R9EAC.tmp 39 27/11/2013 11:11:09


Dimensiones de latubería PE-Xa [mm]

Diámetro interior[mm]


32 x 2,9 26,2 0,539

Debemos asegurarnos de mantener las distancias mínimas previstas de las cestas de energía entre sí. A continuación se excavan zanjas de conexión entre cada dos cestas de energía del campo de cestas, alinea-das con el borde superior de la ces-ta. Después se conectan en serie dos cestas de energía y cada serie de cestas se conecta al colector. Las Cestas de Energía Uponor XL deben conectarse individualmente al colector.

Luego, según la variante de insta-lación, bien las series de dos cestas o bien la Cesta de Energía XL, se conectan al colector de geotermia Uponor por medio de los adaptado-res y racores a compresión, estos últimos incluidos en el propio colec-tor.

Dependiendo del caudal del sistema de cestas de energía, los tubos de conexión pueden tener diferentes dimensiones. Esto debe calcularse de antemano para minimizar las pérdidas de carga del sistema. A la entrada y a la salida de la sala de máquinas del edifi cio es conveni-ente usar sistemas pasamuros váli-dos para circulación de fl uidos a presión.

La prueba de presión según la nor-ma DIN 4279-1 (o norma local equivalente) debe efectuarse para cada serie de captadores o captador geotérmico cesta individual y para los tramos de conexión horizontal.

El sistema de cestas de energía se debe rellenar con una solución anti-congelante según la norma VDI 4640 para una temperatura mínimo de -15 °C. Si se utilizan las solu-ciones anticongelantes de Uponor, esto corresponde a una proporción de mezcla de 3:1. La cantidad de brine necesaria para la cesta de energía fi gura en los datos técnicos. ¡La solución anticongelante y el agua deben mezclarse en un recipiente con sufi ciente capacidad antes de introducir la mezcla en la Cesta de Energía Uponor!

Una vez terminado el campo de captación geotérmica de Cestas de

Energía Uponor, se recomienda señalar la posición efectiva de la ces-ta en el plano o mapa del terreno y marcar los números de ramales de tubería. Esta documentación es de utilidad para conectar correctamente cada ramal al colector y como plano “as-built” para la legalización del proyecto. El instalador del sistema es el responsable de cumplir todas las normas y reglamentos aplicables. Se debe seguir un procedimiento de validación del sistema por parte de la dirección facultativa de la obra.

Ejemplo de proporción correcta de la mezcla:

Importante

¡La solución anticongelante y el agua deben mezclarse en un recipiente con suficiente capacidad antes de introducir la mezcla en la Cesta de Energía Uponor!

Normativa legal

Para todos los sistemas de cestas de energía puede ser necesaria una aprobación específica conforme a las normativas locales. Además de las regulaciones locales, se recomienda seguir como referencia la norma VDI 4640 específicas de geotermia.

Volumen de agua según las dimensiones de la tubería

Volumen de Brine

Cesta de Energía Uponor

Cesta de Energía Uponor XL

Volumen total de brine

84 l 108 l

Proporción de la mezcla

3:1 3:1

> Solución anticongelante

21 l 27 l

> Agua 64 l 81 l

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Pilotes de energía

Sistema / ámbito de aplicaciónDescripción de la aplicación

Un pilote de energía debe cumplir dos funciones:

La función estructural, transferir las cargas mecánicas de la estructura al terreno; y la función energética, el uso captador geotérmico. El uso de un pilote de cimentación como pilote de energía no debe afectar a su función estructural.


El proyectista debe evitar en cualquier caso la reducción de la capacidad de carga del pilote. Es decir, que la fun-ción energética no afecte a la función estructural. Fundamentalmente, se deben establecer limitaciones de tem-peraturas y evitar la pérdida de sección transversal debida a las tuberías del intercambiador geotérmico. Aunque el volumen que ocupan los captadores geotérmicos en las estructuras suele ser despreciable en comparación con todo el volumen de vertido de hor-migón en la estructura.La energía suministrada por un sistema de cimentación termo-activa como los

pilotes o los muros pantalla se utiliza para cubrir la demanda base de clima-tización de un edifi cio, y en algunos casos también las demandas pico.

En el caso de viviendas unifamiliares con cimentaciones profundas pueden llegar a abastecerse de for-ma monovalente con pilotes de energía si contamos con un adecua-do aislamiento.

La estática del edifi cio determina la distribución y el número de pilotes de cimentación. La distribución de los pilotes de cimentación según criterios exclusivamente energéti-cos (no estructurales) no suele resultar económicamente rentable frente a geotermia vertical (excep-

Ilustración esquemática de un sistema de pilotes de energía

Ventajas

Coste de inversión adicional muy bajo en caso de cimien-tos de pilotes planifi cados

Cubre la demanda base de energía

Se puede utilizar con todas las cimentaciones profundas

Solución ideal para aplica-ciones residenciales y no residenciales

Prof

undi

dad

en e

l sue

lo [

m]

Temperatura (profundidad) [ºC]La temperatura del suelo aumenta una media de 1 ºC por cada 33 m aproximádamente

20

0

15

10

5



Uponor ener Installation depth: ca. 10 - 30 m

5 2510 15 20

5 2510 15 20

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Tubo de llenado para el homigonado Supervisión del montaje del pilote

ción: p. ej. pilotes hincados prefabrica-dos de bajo coste, usados también parcialmente como “pilotes perdidos”).

Un sistema de pilotes de energía debe utilizarse como almacenamiento alter-no, cambiando sistemáticamente el uso de calefacción y refrigeración. Se consigue así una capacidad de extrac-ción específica óptima para la generación

Procedimiento de hormigonado de los pilotes in-situInstalación de armaduras de refuerzo

tanto de calefacción como de refrigeración. El equilibrio de tem-peraturas de un sistema de pilotes de energía se puede diseñar de una manera equilibrada para que se man-tenga estable en el tiempo. Con un equilibrio térmico prácticamente constante a lo largo de los años se minimiza la interferencia térmica mutua de los pilotes de energía adyacentes.

Según la experiencia con sistemas de pilotes de energía de tamaño medio y grande, el diseño y funcionamiento para cubrir la carga base el más rentable. Para ello se debe planifi car y establecer una relación óptima de carga y trabajo durante el dimensionado. El fun-cionamiento en calefacción y refrigeración realizado es lo que determina principal-mente la efi ciencia del sistema de pilotes de energía.

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Pilotes de cimentación

En cuanto a los pilotes de cimentación, cabe distinguir entre el tipo de produc-ción y por el tipo instalación.

Tipo de producción

Pilotes prefabricadosEl pilote está prefabricado total-mente o en partes antes de su instalación en el terreno

Pilotes de hormigón macizos Pilotes de hormigón centrifuga-

dos Tubos de acero

Pilotes de hormigón in-situEl pilote se fabrica en obra, en el terreno rellenando de hormigón el hueco cilíndrico.

Tipo de instalación

Pilotes de hincado y prensado El pilote es enclavado en el suelo o prensado en el suelo bajo presión estática.

Pilotes de perforación El pilote se instala en un pozo perfo-rado. Los pozos se pueden realizar mediante distintos métodos de per-foración.

Métodos de perforación

Método de KellyEl método de Kelly permite formar pilotes de perforación: no entubados, parcialmente entu-bados, totalmente entubados o con lodos. La herramienta de perforación se sujeta a una barra de Kelly telescópica. Si se utiliza la entubación completa, los tu-bos de perforación se introducen en el suelo hasta alcanzar la pro-fundidad necesaria, continuando la perforación hasta alcanzar la profundidad fi nal.

Método de Kelly con am-pliación de la base de los pilotesLa ampliación de la base de los pilotes se basa en el principio de una ampliación circular simétrica del diámetro inferior del pozo. Al ampliar la superfi cie de apoyo del pilote en el suelo que lo sustenta, aumenta la capacidad de carga exterior del pilote. La medida de la ampliación se determina teniendo en cuenta el suelo existente y los criterios geométricos de limitación según los requisitos estructurales. Otra posibilidad para aumentar la ca-

pacidad de carga es la inyección de cemento. Con este método aumenta la fricción superfi cial del pilote de perforación rellenándolo con cemento en suspensión.

Médodo SOBEste método de perforación para pilotes es un procedimiento de barrenado que permite una perforación de gran metraje en suelo fi rme. En este método se utiliza como herramienta de perforación una barrena conti-nua. Una vez que ha alcanzado la profundidad fi nal del pozo, el tubo hueco interior de la barrena se rellena de hormigón de abajo arriba.

Método DKSEl sistema de doble cabezal rotativo es una combinación del método SOB con barrena con-tinua y el método de Kelly con entubación. El resultado es un orifi cio entubado realizado con una barrena continua.

Método VDWEl sistema “contra la pared” nació de la necesidad de erigir nuevos edifi cios justo delante de edifi cios ya existentes en las ciudades. El principio de produc-ción coincide con el del método DKS, pero se utilizan diámetros menores.

Trabajo de perforación para pilote Hormigonado de pilote de perforación

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Tipos de pilotes de cimentación

Pilotes huecos-centrifugados instalados por perforaciónSe trata de pilotes de forma redonda hechos de hormigón que se intro-ducen en el terreno mediante distin-tos procedimientos de perforación. Estos pilotes trasladan las cargas estructurales a suelos sólidos más profundos; unidos entre sí forman un muro de contención para fosos de excavación o bancales, eliminan obstáculos en el suelo o bloquean el agua subterránea por debajo de la superfi cie. En función de su uso, puede variar la longitud, diámetro, material, diseño y distribución de los pilotes.

Un tipo especial de pilotes de perfo-ración son los micropilotes. Se trata de elementos de cimentación con un diámetro de hasta 300 mm, por medio de los cuales se transfi eren las cargas a capas de terreno sólido más profundas a través de la fricción superfi cial. La particularidad de los micropilotes es que, con un peque-ño diámetro, se puede conseguir una alta capacidad de carga mediante tecnologías de inyección de cemento a presión dirigida.

La variedad de maquinaria de perfo-ración existente hace posible pro-cedimientos muy productivos para la formación de pilotes de perfo-ración de pequeño diámetro incluso en espacios reducidos.

Los edifi cios deteriorados por un asentamiento desigual se pueden estabilizar o elevar mediante micro-pilotes pretensados. Adaptados a las distintas condiciones del suelo, los

micropilotes se pueden montar con distintos métodos de perforación. Los pilotes de perforación están provistos de una armadura que absorbe las cargas de tracción, la presión o las cargas alternas.

La transferencia de la carga al suelo circundante se consigue rellenando el pozo con mortero de cemento. Se puede añadir un relleno posterior para aumentar la fricción superfi cial / transferencia de carga.

Pilotes huecos-centrifugados instalados por hincadoEste tipo de pilotes instalados por hincado son una alternativa a los sistemas de cimentación conven-cionales muy razonable desde el punto de vista económico y técnico. El pilote de hincado dúctil es un sis-tema de cimentación rápido, fl exible y sencillo por el cual se clavan en el tubos-carcasa de fundición dúctil (dependiendo de la longitud requeri-da se pueden unir varios segmentos mediante manguitos) para transferir las cargas al terreno. En función de las propiedades del terreno, el pilote se construye como pilote de colum-na o como pilote con inyección de cemento a presión. Dependiendo de la carga transferida, existen distintos diámetros de tubo con su respectivo grosor de pared para la construcción de los pilotes. El uso de excavadoras hidráulicas ligeras y ágiles permite realizar trabajos de construcción en espacios reducidos. Los pilotes se instalan en obra por medio de un martillo hidráulico de doble efecto.Pilotes de hormigón macizos de prensadoLos pilotes de hormigón macizos de prensado están formados por secciones

que se instalan a presión en el terre-no por medio de un sistema hidráu-lico. Una construcción existente o un sistema de lastre proporcionan la reacción necesaria para ello. El pilote está formado por secciones de hor-migón armado colocadas una enci-ma de otra. El suelo se puede exca-var desde el pilote a través de su núcleo hueco, de manera que el pilote alcance la profundidad requeri-da sin necesidad de una gran reac-ción. Cuando el pilote se encuentra a la profundidad correcta, se crea una base ampliada utilizando una mezcla de mortero seco compactada en contenedores metálicos. El núcleo del pilote se llena de hor-migón.

Al utilizarse máquinas ligeras des-montables, este sistema resulta muy adecuado para el trabajo en condi-ciones difíciles y en espacios muy reducidos. El pilote de hormigón macizo de prensado se utiliza sobre todo para trabajos de recalce. La reacción necesaria en este caso la suele proporcionar el propio edifi cio por medio de una nueva solera de hormigón vaciada in situ. Se instalan y hormigonan unos anclajes en esta solera, y se dejan abiertos los orifi cios a través de los cuales se prensan los pilotes. Mediante el uso de esta téc-nica es posible fi jar los pilotes al suelo con una precarga. La altura de trabajo mínima es de 0,8 m. De esta manera es posible introducir un pilote de hormigón armado hincado a presión bajo unos cimientos preex-istentes. Estos cimientos se usan en este caso como contrapeso para hin-car el pilote.

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Pilotes de hormigón prefabrica-dosLos pilotes de hormigón prefabrica-dos se producen con una sección cir-cular o una sección cuadrada sin hueco. Estos pilotes transfi eren grandes cargas estructurales a un terreno sólido más profundo a través de la fricción superfi cial y trans-misión de carga, y están provistos de armadura de refuerzo continua.

Pilotes de hincado prefabrica-dosLos pilotes de hincado prefabricados son también una alternativa muy razonable a los sistemas de cimen-tación convencionales desde el pun-to de vista económico y técnico.

Los pilotes prefabricados de sección completa se instalan en obra con ayuda de un martillo hidráulico de doble acción.

Dependiendo de la subsuperfi cie, es posible que no se pueda alcanzar la profundidad de colocación prevista originalmente y sea necesario cortar la longitud del pilote. En caso de ter-moactivación con captador geotér-mico, hay que tener precaución durante la retirada del hormigón sobrante para no dañar el captador.

Pilotes in-situEn el caso de los pilotes de perfo-ración de gran diámetro, se realiza una perforación para introducir la camisa de acero que mantiene las paredes verticales de la perfo-ración. A continuación se retira el material perforado en forma de lodos. El siguiente paso es intro-

ducir la armadura interna del pilote y se rellena el hueco de perforación con hormigón in-situ. Por último se retira la camisa de acero. Este tipo de pilotes in-situ se suelen usar para cimentación estructural de edifi cios de gran altura.

Muros pantalla termoactivosLos muros pantalla se construyen dentro de vaciados de terreno, se trata de armaduras con relleno de hormigón in-situ, y pueden llegar a alcanzar grandes profundidades. El espesor de los muros varía en fun-ción de las necesidades estructurales.

Los muros pantalla presentan una deformación mínima, por lo que se utilizan principalmente como muros de contención en cimentaciones del centro de las ciudades. Debido a su impermeabilidad relativamente alta, se usan también como muro exterior

del edifi cio. En casos especiales se utilizan también muros pantalla como elementos de cimentación pro-funda. Los muros pantalla sirven para sellar embalses, contener vertederos y almacenes u otras plantas industriales que pueden poner en peligro el agua subterránea.

Por medio de cortadoras o fresas especiales se abre el terreno forman-do las ranuras profundas, las paredes de estas ranuras se aseguran por aplicación de lechadas especiales para evitar hundimientos.

Muros pantalla de hormigón in-situ Cuando se ha alcanzado la pro-fundidad requerida para el muro pantalla, la lechada es sustituida normalmente por hormigón ar-mado, con el fi n de poder montar unos muros estructuralmente efectivos y capaces de contener el agua subterránea.

Muros de sellado de una fase Los muros de sellado de una fase son muros pantalla hechos de una suspensión autoendurecible y construidos en una ranura exca-vada en el terreno. La suspensión autoendurecible se utiliza al mismo tiempo como lechada de recubrimiento. Se pueden instalar además elementos de sellado, como diafragmas o tablestacas.

Introducción de la armadura en la perforación

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HP CP

Excavación de un foso y preparación de un plan de hincado de pilotes

Enclavamiento y acoplamiento de los pilotes centrifugados

Corte de los pilotes centrifugados sobresalientes, comprobación del vacío y medición de la longitud efectiva del vacío con cintra métrica

Instalación del colector en U doble y rellenado posterior al vacío

Tendido y montaje de los tubos de conexión horizontales, incluida la conexión al grupo de conexión al múltiple. Prueba de presión del sistema completo. Hormigonado de la losa de cimentación

Finalización del revestimiento y montaje de la bomba de circulación y la bomba de calor

Pilotes huecos-centrifugados instalados por perforaciónLos pilotes de hormigón huecos-centrifugados enclavados y los pilotes de prensado no se equipan con las tuberías del captador hasta que se han hincado en el suelo. Esta es también una gran ventaja de los pilotes de hormigón huecos-centrifu-gados, ya que las tuberías del capta-dor se pueden adaptar a la profundi-dad de inserción real y se puede minimizar el riesgo de dañar las

tuberías del captador mediante una inspección previa del hueco del pilote.

De forma similar a los captadores o sondas verticales, se introducen en el suelo dos bucles de tuberías y se llenan con material de relleno. En caso de un radio de curvatura estre-cho de los bucles de tuberías, se recomienda usar codos en U de elec-trofusión, o también se pueden insertar directamente sondas verti-

Activación de los pilotes de cimentación

cales. Durante el rellenado debemos asegurarnos de que el material de relle-no presente una alta conductividad térmica y un buen contacto con los materiales en distintas condiciones ambientales y que se pueda introducir sin crear huecos.

El fl ujo de suministro y de retorno de cada pilote de energía se puede agru-par por medio de piezas en Y o piezas en T o se puede combinar en grupos con otros pilotes.

Instalación de pilotes huecos-centrifugados activados térmicamente

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Pilotes de hormigón enclavados prefabricadosLos pilotes de hormigón enclavados prefabricados vienen ya equipados de fábrica con las respectivas tube-rías del captador. Para ello, la tube-ría del captador se fi ja en el interior de la cesta de refuerzo, y el pilote se construye mediante hormigona-do. El número de bucles de tuberías se adapta a la forma y el diámetro del pilote.

Se debe prever un hueco para los

tubos de conexión en la parte infe-rior del pilote. El extremo de las tuberías sale fuera del pilote de manera que sobresalga después de su instalación. Durante la insta-lación se debe seleccionar la dirección de los extremos sobresalientes de las tuberías de tal manera que no haya que guiar el tubo de conexión alrededor del pilote.

Dependiendo de la subsuperfi cie, es posible que no se pueda alcanzar la profundidad de colocación prevista

Instalación de pilotes de hormigón prefabricados activados térmicamente

Excavación de un foso Preparación de un plan de hincado delos pilotes

Hincado de los pilotes de hormigón prefabricados

Retirada del revestimiento protector e instalación de las abrazaderas de 90º



HP CP

originalmente y haya que cortar la longitud del pilote.

En caso de activación con bucles de tuberías, la retirada del hormigón sobrante genera el riesgo de dañar las tuberías del intercambiador de calor. La ventaja del uso de pilotes de hormigón prefabricados es que el montaje y las pruebas de presión se realizan en fábrica y se evita dañar las tuberías del intercambia-dor de calor debido al hormigonado del pilote en el lugar de instalación.

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Pilotes de hormigón in-situEn el caso de los pilotes instalados con el método de hormigón in-situ, las tuberías del captador se montan sobre la armadura antes de intro-ducirla en la perforación. Las tuberías

del captador se suelen montar en la parte interior de la armadura para evi-tar que resulten dañadas en el proceso de instalación. Para ello, las tuberías del captador se fi jan a la armardura en confi guración de meandros, en espi-

ral, bucles paralelos o bucles cruza-dos al pie del pilote. Las tuberías deben ser de materiales resistentes a la tenso-fi suración, ya que, se fi jan directamente sobre el mallazo del pilote.

Introducción de los bucles de tuberías PE-Xa Uponor Geotermica

Corte de la longitud del captador geotérmico montado en el pilote

Fijación de los circuitos del captadorgeotérmico

Acopio de armaduras con captadores montados Tubos de conexión PE-Xa para geotermia Uponor

Circuitos del captador geotérmico Uponor instalado en la armadura del pilote

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Diámetro del pilote

Número de tuberías verticales

20 – 70 cm 4 – 6 codos en U en el extremo

75 – 80 cm 4 – 6 con curvatubos en el extremo

90 – 120 cm 6 – 8

130 – 180 cm 8 – 12

Variantes de instalación

Instalación en forma de meandros Instalación de bucles de tuberías paralelos

Instalación de bucles de tuberías cruzados

Instalación en espiral

En el montaje de los captadores geotérmicos para cimentación, y especialmente con pilotes de pequeño diámetro, hay que tener en cuenta el radio de curvatura. Si no se pueden evitar radios de cur-vatura demasiado estrechos, se recomienda utilizar soportes para los codos de las tuberías o codos en U de electrofusión.

En el caso de pilotes de longitud reducida, es posible la instalación en el pilote en forma de meandros con conexiones de suministro y de retorno directamente al colector. El número de circuitos del captador depende del diámetro de la arma-dura del pilote. Estos son los valores de referencia:

Las conexiones de suministro y de retorno de captador geotérmico del pilote de energía se agrupan por medio de un colector en la cabeza del pilote, un accesorio “Y” o acce-sorio “T”, y se pueden combinar con otros pilotes formando un grupo. En caso de distintos niveles de construcción, los extremos de los circuitos en la cabeza del pilote se deben equipar con tuberías protec-toras o aislamiento, para su retirada una vez que se haya montado todo el pilote. Todos los extremos de los circuitos se mantendrán cerrados para evitar la entrada de suciedad.Como ya se indicó anteriormente, tanto en el diseño como en la insta-lación hay que considerar la reduc-ción de la capacidad de carga del pilote. Es decir, que la función ener-gética no afecte a la función estruc-tural.

Para evitar dañar las tuberías del captador, el pilote se hormigonará con un tubo de llenado (método de tolva), asegurando que no se dañen las tuberías. Para compactar el hor-migón no deben utilizarse vibra-dores de hormigón. Si el pilote se va a hormigonar mediante vertido, habrá que comunicarlo al encargado de los trabajos.

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Creación del pozo perforando con una barrena y enclavamiento de los tubos de perforación

Introducción del refuerzo con registros de tuberías

Llenado de hormigón de los tubos de perforación con el método de tolva y extracción simultánea de los tubos de perforación

Retirada del revestimiento protector e instalación de los codos de 90º



HP CP

Instalación de pilotes de hormigón in-situ activados térmicamente

Muros pantallaEn el caso de los muros pantalla mon-tados en obra, los circuitos del capta-dor deben añadirse a las armaduras antes de introducir estas. Los circuitos captadores de energía geotérmica se suelen montar en el interior de la

armadura para evitar que resulten dañadas al introducir la armadura en el terrenoLa longitud convencional de los pilotes de cimentación es de unos 10 – 30 m. La temperatura en la capa superior de la tierra varía con la

estación del año. En cuanto se alcanza la zona por debajo del límite de hela-da, esta fl uctuación disminuye. A par-tir de una profundidad aproximada de 15 m, el suelo tiene una temperatura bastante constante.

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Subsuperficie Capacidad de captación específica qE por

metro de profundidad del pilote para una potencia de calefacción de hasta 30 kW

1800 h/a 2400 h/a

Sustrato de baja calidad, sedi-mento seco

25 W/m 20 W/m

Sustrato normal rocoso y sedi-mento saturado de agua

60 W/m 50 W/m

Roca consolidada con alta con-ductividad térmica

84 W/m 70 W/m

Las dimensiones de los pilotes de energía dependen de las horas de funcionamiento anuales del sistema de bomba de calor geotérmica y del diseño de los pilotes de hormigón, así como de la posible interferencia mutua entre los pilotes de energía.

Cuanto menor es la resistencia tér-mica RE del pilote de energía, may-or es la transferencia del calor. La resistencia térmica indica la pérdida de temperatura durante la tran-sición del calor desde el terreno hasta el brine. Los parámetros que determinan la resistencia térmica del pilote son el diámetro perfora-do, la conductividad térmica del material del pilote y el tipo de pilote de energía.

Un diámetro menor del pilote reduce la resistencia térmica. Una mayor conductividad térmica del material del pilote reduce la pérdida de calor durante la transferencia del calor y, por tanto, reduce la resist-encia térmica.

La resistencia térmica del pilote de energía RE se compone, por tanto, de las resistencias intermedias de los distintos elementos y las resist-encias específi cas del material.

Resistencias intermedias:

Suelo < > material del pilote < > tubería < > fl uido caloportador (brine).

Dimensionado de los pilotes de energía

La capacidad refrigerante corre-sponde a la proporción de potencia que la bomba de calor obtiene del terreno y es la diferencia entre la potencia térmica Q

H y el consumo

eléctrico Pel.

Resistencias del material:

Rc coefi ciente de transferencia del calor de brine/tubería

RS coefi ciente de transferencia del calor de los circuitos de tuberías

RP coefi ciente de transferencia del calor del material del pilote

La longitud requerida de captador geotérmico L se basa en la capaci-dad de extracción específi ca q

E del

terreno y la capacidad del refriger-ante Q

O de la bomba de calor.

A la hora de determinar las dimen-siones de los tubos de conexión de los pilotes de energía, debemos asegurarnos de que exista una baja pérdida de presión (importante: mayor viscosidad del brine com-parada con el agua), ya que el con-sumo de la bomba circuladora reduce el coefi ciente de rendimien-to estacional β del sistema de bom-ba de calor.

Durante periodos de funcionamiento más prolongados debe tenerse en cuenta tanto la capacidad de captación específi ca como el factor de captación anual específi co.

Fuente: VDI 4640

Capacidad de captación específica por metro de profundidad del pilote

RE = R

c + R

R + R

P[W/(m²K)]

L = Q

O

qE

[m]

QO = Q

H + P

el [W]

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La velocidad de fl ujo máxima debe ser de 1 m/s. La velocidad de fl ujo en los pilotes de energía debe ser turbulenta, ya que un fl ujo turbu-lento mejora la transferencia del calor de la tubería al brine, aumen-tando así el rendimiento.

En caso de dimensionado monova-lente (una sola fuente de energía) tanto la bomba de calor como el captador geotérmico, se deben dimensionar de tal manera que se pueda satisfacer la demanda total del edifi cio Q

G. El cálculo de poten-

cia total QWP

incluye la demanda de climatización del edifi cio Q

G y la

de agua caliente sanitaria Qww

y se considera un tiempo de bloqueo Z.

Esto signifi ca que el terreno estará sometido a mayores solicitaciones térmicas y la sonda a un mayor factor de captación anual. Para evitar un consumo excesivo de electricidad por parte de la bomba de calor se tiene que dimensionar correctamente el captador geotér-mico.

Para determinar las dimensiones de los sistemas de pilotes de energía es muy importante conocer las propiedades térmicas del terreno. El cálculo de la conductividad tér-mica a partir de muestras no alteradas de una perforación de prueba es posible en principio, pero es un método muy elaborado que sólo se puede llevar a cabo en laboratorio.

El dimensionado de los sistemas de pilotes de energía por medio de programas de simulación requiere disponer de datos precisos sobre la conductividad térmica efectiva a lo largo de todo el pozo. Estos parámetros se obtienen directa-mente del terreno del lugar de la

obra por medio de un Test de Respuesta Térmica.

Test de respuesta térmicaEl Test de Respuesta Térmica se realiza con un pilote de energía montado. Durante esta prueba se aplica al pilote de energía una potencia térmica constante que luego se extrae. La evaluación se realiza de acuerdo con la teoría de la fuente lineal de Kelvin. Los resultados muestran las condi-ciones geológicas exactas en el lugar de instalación a lo largo de todo el pilote de energía y en con-diciones de funcionamiento ordi-narias, incluidos los efectos de un posible fl ujo de agua subterránea existente.

Debido a la compleja correlación geológica e hidrogeológica nece-saria para el dimensionado de los pilotes de energía, así como los conocimientos técnicos especiali-zados, la simulación y el dimensio-nado de los sistemas de pilotes de energía deben ser realizados única-mente por personal especializado.

QWP

= (QG + Q

WW) · Z [W]

Si al seleccionar la bomba de calor se utiliza un modelo con menor potencia de refrigeración / cale-facción de la necesaria o menor longitud de captador de la nece-saria, aumentarán las horas de fun-cionamiento de la bomba de calor.

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Los sistemas de pilotes de energía deben utilizarse siempre como inter-cambiadores alternos de calefacción y refrigeración. Debido edifi cación construida encima, el suministro natural de calor no es sufi ciente y, por lo tanto, cuando el sistema lleva varios años en uso, el nivel de tem-peratura en el suelo descenderá, cayendo por debajo del límite de uso real. Durante el funcionamiento de la calefacción, la temperatura debe ser lo más baja posible (< 35 °C) y durante la refrigeración lo más alta posible (> 16 … 18 °C).

Todos los pilotes de energía, incluidos sus tubos de conexión, deben ser de la misma longitud y deben conectarse a una bomba de calor según el prin-cipio de Tichelmann a través de un colector de suministro y otro de retor-no con tuberías de recogida.

Cuando las tuberías se instalan según el principio de Tichelmann, la longitud requerida de los pilotes de energía se

divide en pilotes de energía conecta-dos en paralelo para la potencia de extracción correspondiente. Por lo tanto, en lo relativo a la pérdida de carga, hay que tener en cuenta el caudal de los distintos pilotes de energía, la longitud de las tuberías y el diámetro de estas.

Si no es posible instalar pilotes de energía, incluidos los tubos de conexión, con captadores de la misma longitud, deberá producirse una com-pensación hidráulica por medio de válvulas de equilibrado con el fi n de mantener la misma pérdida de presión en cada circuito de tuberías.

Los circuitos de suministro y de retor-no de un pilote de energía se pueden agrupar por medio de un colector en la cabeza del pilote, un accesorio en “Y” o en “T”, y se pueden combinar con otros pilotes en un grupo.

Las conexiones a los tramos horizon-tales se realizan en la cabeza del


pilote. Los extremos de las tuberías del captador del pilote se sacan fuera de la cabeza del pilote para no tener que guiar los tubos de conexión hori-zontales alrededor del pilote. Por medio de codos y accesorios, las tuberías verticales que salen del pilote perforado se conectan a los tubos horizontales para que no se formen bolsas de aire en esa zona.

Los tubos de conexión se instalarán con una pendiente mínima hasta el colector para permitir el purgado. Esto debe hacerse preferiblemente en posición horizontal en un lecho de arena (con las tuberías de PE-Xa no es necesario el lecho de arena) bajo la solera hasta el colector correspon-diente.

Debemos asegurarnos de poner los tubos de conexión aislados y evitar así el contacto directo entre ellos con el fi n de no provocar un cortocircuito térmico entre el fl ujo de suministro y de retorno.

Situación inicialTemperatura dela subsuperficieaprox. 8–12°C

Refrigeración en veranoLa subsuperficie actúa

como sumidero de calor

OtoñoAlmacenamiento de calor

en la subsuperficieaprox. 12–16°C

Calefacción en inviernoCalefacción del edificio,subsuperficie utilizadacomo fuente de calor

PrimaveraAlmacenamiento de frío

en la subsuperficie aaprox. 4–8°C

Pilotes de energía: utilización térmica de la subsuperficie

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Las conexiones horizontales se deben instalar con tubería pre-aislada, p. ej. con Uponor LHD thermo mini.

Los tubos de conexión horizontal se pueden instalar individualmente (en paralelo) hacia el colector, o bien, en grupo (en serie). La ventaja de conectar cada pilote por separado al colector correspondiente es que, en caso de fallo de un pilote, tan sólo se pierde la potencia de ese pilote.

Todos los colectores y accesorios deben instalarse en arquetas o regis-tros accesibles, y protegidos cuando se encuentren fuera del edifi cio. Todos los pilotes de energía deben estar equipados con válvulas en los colectores para poder cerrarlos. Las conexiones horizontales entre los pilotes y los colectores se ejecutarán de manera que ningún elemento que sometido a esfuerzos. Debe tenerse en cuenta la interferencia mutua de los pilotes de energía.

Uponor LHD Thermo Mini

Normalmente no es posible deter-minar la cantidad y distribución de los pilotes de energía en función de criterios solamente energéticos, y se determinan según las condiciones estructurales del edifi cio. Una posi-bilidad de diseño son los llamados “pilotes perdidos”, es decir, los pilotes no activados térmicamente o instalados de forma adicional como pilotes de energía sin requisitos estructurales.

Las conexiones de circuitos y tube-rías, especialmente las no accesi-bles, deben ejecutarse con una téc-

Importante

Para los aspectos estructurales se deben tener en cuenta los límites de temperatura (min. > 0 °C/max. 25 – 30 °C).

nica de unión fi able, libre de man-tenimiento y duradera en el tiempo, como Uponor Quick & Easy.

Según la norma DIN 4140-2, todos los tubos de conexión en la zona del conducto de pared, así como todas las tuberías portadoras de brine instaladas en la casa, deben estar aislados (aislamiento resistente a la difusión de vapor de agua) para evi-tar la condensación de agua.

Con el fi n de evitar la congelación del intercambiador de calor, las tube-rías, los tubos de conexión y el evapo-rador, el sistema de bomba de calor se llena de brine, que suele ser una mezcla de agua y glicol (fl uido calo-portador).

Prueba de presión de las instalaciones de pilotes de energía Conexión entre pilotes de energía por medio de tuberías Uponor PE-Xa

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Lecho de tubos de conexión. Flujo no aislado, refl ujo aislado

Normativa legal

Para todos los sistemas de pilotes de energía y cimentación termoactiva puede ser necesaria una aprobación específica con-forme a las normativas locales. Además de las regulaciones locales, se recomienda seguir como referencia la norma VDI 4640 específica de geotermia.


Diámetro interior [mm]


20 x 2.0 16.0 0.201

25 x 2.3 20.4 0.327

32 x 2.9 26.2 0.539

40 x 3.7 32.6 0.835

50 x 4.6 40.8 1.307

63 x 5.8 51.4 2.075

75 x 6.8 61.4 2.961

90 x 8.2 73.6 4.254

110 x 10.0 90.0 6.362

125 x 11.4 102.2 8.203

Volumen de agua según las dimensiones de la tuberías

Tubo desuministro

Cinta de señalización de la zanja30 - 40 cm por encima de la tubería

min

. 70

cm 120

- 15

0 cm

Relleno principalincl. diseño de la vía

Importante

¡El anticongelante y el agua deben mezclarse en un recipiente con capacidad suficiente antes de introducir la mezcla en el pilote de energía Uponor!

Los fl uidos caloportadores del capta-dor geotérmico y los tubos de conexión se elegirán siempre de manera que, en caso de fuga, se evite o se minimice la contaminación del agua subterránea y del suelo. Se elegirán sustancias orgánicas no tóxicas o biodegradables conforme a la norma VDI 4640.

Asegúrese de que sea posible el llenado y la descarga del sistema. Para evitar el llenado excesivo, el sis-tema de bomba de calor debe estar equipado con una válvula de seguri-dad.

El porcentaje de glicol suele ser del 25 – 30%. Por lo tanto, las pérdidas de presión de las tuberías del capta-dor son 1,5 – 1,7 veces mayores que si estuviesen llenas de agua pura. Esto se debe tener en cuenta a la hora de calcular las dimensiones de la bomba.

La prueba de presión debe efectuarse de acuerdo con la norma DIN 4279-1 (o norma local equivalente). Depen-diendo del material de tubería utili-zada, los tubos de conexión se ten-

derán en un lecho de arena. Sólo si se utilizan tuberías Uponor PE-Xa será innecesaria la introducción en arena debido a su resistencia al cre-cimiento lento y rápido de grietas.

La fi jación de las conexiones hori-zontales (altura en el suelo y distan-cia) se puede efectuar por medio de ganchos o instalando las tuberías sobre una malla de refuerzo.

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Captadores verticales

Los captadores verticales es el siste-ma más ampliamente utilizado en geotermia. Pueden cubrir todo el rango de potencias tanto para cale-facción como para refrigeración y necesitan poco espacio. Los capta-dores verticales se pueden usar en prácticamente todos los tipos de suelo.

Ilustración esquemática de un sistema de captador vertical


Ventajas

Sistema de geotermia que necesita poco espacio en términos comparativos

Válido para prácticamente todos los tipos de suelo

Refrigeración tanto activa como pasiva (geocooling)

Calefacción y agua caliente sanitaria

Solución ideal para aplica-ciones residenciales y no residenciales

Captador vertical U Simple Uponor PE-Xa Uponor G12Límites de la aplicación

Un captador geotérmico vertical consta normalmente de dos o cuatro tuberías de material plástico en for-ma de U en paralelo. Estas tuberías vehiculan un fl uido caloportador lla-

mado brine, una mezcla de agua y anticongelante. El brine extrae el calor del suelo, lo transporta hasta el evaporador de la bomba de calor y, una vez enfriado, regresa al captador

vertical. La energía extraída del suelo se calienta por medio de la bomba de calor hasta la temperatura requeri-da del sistema de calefacción radiante. La temperatura de suministro

produce agua caliente sanitaria y cale-facción. Una de sus principales ventajas en comparación con los sistemas de cli-matización convencionales y su venta-ja frente a otras fuentes de energía renovable es que se aprovecha durante todo el año, tanto para refrigeración como para calefacción.La potencia captada por una sonda

vertical depende de las condiciones geológicas y climáticas, el diseño de la captación vertical y la fl uctuación estacional de la demanda de frío y calor por parte del usuario. Para potencias superiores se pueden crear los llama-dos campos de captadores o campos de sondas geotérmicas verticales. Esto es una combinación de varios capta-dores verticales.

Descripción de la aplicación

Básicamente, los captadores verticales son intercambiadores de calor instala-dos en vertical en el interior del terre-no. Se aprovecha la energía disponi-ble en el terreno combinada con una bomba de calor, que eleva o dis-minuye la temperatura del fl uido has-ta un rango utilizable para aplica-ciones de calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria. Los sistemas de captadores geotérmicos verticales o sondas geotérmicas son ideales para el funcionamiento en refrigeración tanto activa, como pasiva (geocooling). En modo refrigeración el calor absorbido del edifi cio se transfi ere al terreno. Por supuesto, también se

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Prof

undi

dad

en e

l sul

eo [

m]

Temperatura (profundidad) [ºC]On aver

20

0

15

10

5



Colector Vertical Uponor Profundidad de instalación:de 30 a 250 m

5 2510 15 20

5 2510 15 20

Tipos de captadores verticales

Existen tres diseños básicos de captadores verticales:

Captador en U simpleUn captador o sonda geotérmica en U simple consta de dos tuberías del captador unidas en la parte inferior por un racor en forma de U. El captador en U simple tiene, por tanto, una tubería de ida o suministro y otra de retorno.

Captador en U dobleUn captador o sonda en U doble consta de cuatro tuberías del cap-tador unidas en la parte inferior por parejas de racores en forma de U. El captador en U doble tiene, por tanto, dos tuberías de ida o suministro y otras dos de retorno.

Captador coaxialSe trata de un captador formado por dos tuberías integradas la una en la otra (tubería interior y tubería exterior). Así pues, dependiendo del tipo de uso, la tubería interior se convierte en el fl ujo de suministro o de retorno.

Tipo especial: tubería aislada con tuberías exteriores no aisladas dispuestas en círculo

Sección transversal de un captador en U simple Sección transversal de un captador de U doble Sección transversal de uncaptador coaxial

suele ser de unos 35 °C. La tem-peratura de emisión del sistema ha de ser lo más baja posible para crear las condiciones para un alto coefi -ciente de rendimiento estacional.

Dependiendo del sistema, las sondas verticales para el uso en la geotermia pueden tener una longitud de hasta 400 m. Las soldaduras o uniones entre los codos en U y la resistencia de las tuberías se comprueban en fábrica mediante una prueba de presión según normas de geotermia y materiales plásticos. No está per-mitida la soldadura de un captador vertical en el lugar de la obra. La sondas o captadores verticales deben suministrarse en obra, total-mente fabricadas y testadas una por una.

Las temperaturas en la capa superior de la tierra varían con la estación. Sin embargo, cuando caen por debajo

del límite de helada, esta fl uctuación disminuye claramente, y lo que es mejor, a partir de una profundidad de 15 m, el suelo presenta una tem-

peratura prácticamente constante. Por ello, los captadores verticales apenas están sujetos a fl uctuaciones de temperatura.

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El dimensionado de los captadores verticales depende de las condi-ciones del terreno, el tiempo de fun-cionamiento anual del sistema de bomba de calor, el diámetro del pozo, el relleno del pozo, la posición de las tuberías en el pozo y la inter-ferencia mutua entre los sistemas de captadores verticales.

Cuanto menor es la resistencia térmi-ca del pozo R

b, mayor es la transferen-

cia de frío o calor. La resistencia tér-mica de la perforación geotérmica o pozo indica la pérdida de temperatu-ra durante el proceso de transferen-cia de energía desde el terreno hasta fl uido caloportador – brine -. Factores que infl uyen en la resistencia térmica del pozo son: el diámetro del pozo, la conductividad térmica del material de relleno y el tipo de sonda vertical.

Un diámetro pequeño del pozo reduce la resistencia del pozo. Una mayor conductividad térmica del relle-no del pozo reduce la pérdida de calor durante la transferencia del calor, es decir, reduce la resistencia del pozo. La resistencia térmica del pozo es, por tanto, una combinación de las resistencias térmicas individuales de los distintos elementos y las resisten-cias específi cas del material.

Resistencias térmicas individuales.

Terreno < > relleno del pozo < > son-da < > fl uido caloportador (brine).

Resistencias del material:

Dimensionado de los captadores verticales

La capacidad refrigerante corresponde a la proporción de potencia de la bomba de calor geotérmica extraída del terreno y es la diferencia entre la potencia Q

H y el consumo eléctrico

Pel.

Rc coefi ciente de transferencia del calor brine / sonda

RS coefi ciente de transferencia del calor de la sonda vertical

RV coefi ciente de transferencia del calor del material de relleno

La longitud requerida del captador L depende de la capacidad de cap-tación específi ca q

E del terreno y de

la capacidad refrigerante QO de la

bomba de calor de brine/agua.

A la hora de determinar las dimen-siones de los tubos de conexión del captador vertical, debemos asegu-rarnos de que exista una baja pérdi-da de carga (importante considerar que el brine tiene mayor viscosidad que el agua), ya que el consumo de la bomba circuladora reduce el coe-fi ciente de rendimiento estacional, factor β del sistema de bomba de calor geotérmica.

Subsuperficie Capacidad de captación específica qE por m de

sonda vertical para una potencia de calefac-ción de hasta 30 kW

1800 h/a 2400 h/a

Sustrato de baja calidad, sedi-mento seco

25 W/m 20 W/m

Sustrato normal rocoso y sedi-mento saturado de agua

60 W/m 50 W/m

Roca consolidada con altaconductividad térmica

84 W/m 70 W/m

Durante periodos de funcionamiento más prolongados debe tenerse en cuenta tanto la capacidad de captación específi ca q como el factor de cap-tación anual específi co.En las verticales estos deben estar entre 100 y 150 kWh/(m • a).Para Suiza se aplican las condiciones de dimensionado de la AWP/FWS.

Fuente: VDI 4640

Capacidad de captación específica por metro de sonda vertical

Rb = R

c + R

S + R

V[W/(m²K)]

L = Q

O

qE

[m]

QO = Q

H + P

el [W]

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La máxima velocidad del fl ujo de brine debe ser de 1 m/s. El régimen de trasiego en las sondas geotérmi-cas debe ser turbulento, ya que un fl ujo turbulento mejora la transferen-cia del calor de la sonda al brine, aumentando o disminuyendo así la temperatura del brine.

En caso de dimensionado monova-lente de la bomba de calor de brine/agua, las fuentes de calor se deben dimensionar de tal manera que cumplan el requisito de capaci-dad del edifi cio Q

G y no el de la

bomba de calor.

El requisito de potencia total QWP

incluye el requisito de capacidad del edifi cio Q

G y para el calentamien-

to de agua doméstica Qww

teniendo en cuenta un tiempo de bloqueo Z.

bomba de calor. Esto signifi ca que el terreno estará sometido mayores solicitaciones térmicas mayor esfuerzo o se producirá un factor de captación anual más alto. Es absolutamente fundamental establecer un correcto dimensio-nado del sistema, es decir, ni sobredimensionar las sondas ni la bomba de calor para no disparar la inversión. Ni infradimensionar el sistema para no tener exceso de consumo en el posterior funcionamien-to normal del sistema.

Por norma general se aplica lo siguiente: Con el dimensionado monovalente de una bomba de calor de brine/agua, la potencia de la bomba de calor debe ser al menos el 100% de la demanda de potencia total.

Para determinar las dimensiones de sistemas de captadores verti-cales mayores (> 30 kW) es muy importante conocer las propie-dades térmicas del terreno. El dimensionado de los sistemas de captadores verticales por medio de programas de simulación requiere información sobre la conductividad

térmica efectiva a lo largo de todo el pozo. Esta información se obtiene directamente en el lugar de la obra por medio de un Test de Respuesta Térmica.

Test de Respuesta Térmica (TRT)El Test de Respuesta Térmica se reali-za con una sonda geotérmica vertical. Durante esta prueba se aplica a la sonda de tierra una potencia térmica constante que luego se extrae. La evaluación de la conductividad se realiza de acuerdo con los modelos del foco lineal o cilíndrico. Los resul-tados muestran las condiciones geológicas exactas en el lugar de instalación a lo largo de todo el pozo y en condiciones de funcionamiento típicas, incluidos los efectos de un posible fl ujo de agua subterránea existente.

Debido a la compleja correlación geológica e hidrogeológica del dimensionado del campo de sondas, así como los conocimientos técnicos especializados, la simulación y el dimensionado de los sistemas de captadores verticales deben ser realizados únicamente por expertos.

QWP

= (QG + Q

WW) · Z [W]

Si al seleccionar la bomba de calor se utiliza un modelo con menor potencia de calefacción o menor longitud de sondas, aumentarán las horas de funcionamiento de la

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Todos los captadores verticales, incluidos sus tubos de conexión, deben ser de la misma longitud y deben conectarse a una bomba de calor según el principio de Tichelmann a través de un colector de suministro y otro de retorno.

Cuando los captadores verticales se conectan según el principio de Tichelmann, la longitud total requeri-da de captador geotérmico se divide en varias sondasd verticales de la misma longitud. Las sondas se conectan en paralelo. Por lo tanto, en lo relativo a la pérdida de carga, hay que tener en cuenta el caudal de los distintos captadores verticales, la longitud de las tuberías y el diámetro de estas.

Si no es posible instalar sondas verti-cales de la misma longitud, incluidos los tubos de conexión, deberá pro-ducirse un equilibrado hidráulico por medio de válvulas de equilibrado con el fi n de mantener la misma pérdida de carga en cada circuito de tuberías.

Los tubos de conexión se instalarán con una pendiente mínima hasta el colector para permitir la ventilación.

Seguridad operativa Todos los colectores y racores deben instalarse en arquetas protegidas de la lluvia fuera del edifi cio o en la sala de máquinas. Además, los tramos horizontales deben estar equipados con válvulas esféricas en los colec-tores para poder cerrarlos en caso

necesario. Los tramos de tubos hori-zontales se conectarán a los colec-tores sin someterlos a esfuerzos.

Para evitar la interferencia térmica mutua, los captadores verticales deben instalarse con una distancia mínima entre ellos. En caso de presen-cia de aguas subterráneas, las sondas verticales deben colocarse en ángulo recto respecto a la dirección de fl ujo del agua subterránea. Se debe evitar


Las conexiones de tuberías montadas en el lado del edifi cio y no accesibles deben efectuarse con una técnica de conexión libre de mantenimiento, como Uponor Quick & Easy o racores de electrofusión.

Según la norma DIN 4140-2 y el Código Técnico de la Edifi cación, todos los tubos de conexión horizon-tal en la zonas no calefactadas, deben estar aislados (aislamiento

la impermeabilización de las zonas donde se instalen los captadores verticales.

Dependiendo del tipo de tubería uti-lizada, los tramos de conexión hori-zontal se tenderán en un lecho de arena. El uso de tuberías PE-Xa hace que nos podamos ahorrar el lecho de arena debido a su resistencia al cre-cimiento lento y rápido de grietas.

resistente a la difusión de vapor de agua) para evitar la condensación de agua.

Para evitar la congelación de la insta-lación del circuito del terreno, entre el captador vertical y el evaporador de la bomba de calor, ésta se llena de brine, normalmente una mezcla de agua y glicol (fl uido caloportador).

Lecho de los tubos de conexión. Suministro no aislado, fl ujo de retorno aislado

Tubo desuministro

Cinta de señalización de la zanja30 - 40 cm por encima de la tubería

min

. 70

cm 120

- 15

0 cm

Relleno principalincl. diseño de la vía

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Diámetro interior[mm]


40 x 3.7 32.6 0.835

50 x 4.6 40.8 1.307

63 x 5.8 51.4 2.075

75 x 6.8 61.4 2.961

90 x 8.2 73.6 4.254

110 x 10.0 90.0 6.362

125 x 11.4 102.2 8.203

Volumen de agua según las dimensiones de la tubería

Importante

¡El agente anticongelante y el agua deben mezclarse en un recipiente con suficiente capacidad antes de introducir la mezcla en el captador ver-tical Uponor!

Construcción y medio ambienteLos fl uidos caloportadores que cir-culen por las sondas geotérmicas y los tramos horizontales se elegirán siempre de manera que, en caso de fuga, se evite o se minimice la contaminación del agua subter-ránea y del suelo. Se elegirán sus-tancias orgánicas no tóxicas o bio-degradables conforme a la norma VDI 4640.

Asegúrese de que sea posible el llenado y la descarga del sistema. Para evitar el llenado excesivo, el sistema de bomba de calor debe estar equipado con una válvula de seguridad.

El porcentaje de glicol suele ser del 25 – 30%. Por ello, las pérdidas de presión de las tuberías del captador son 1,5 -1,7 veces mayores que si estuviesen llenas de agua pura. Esto se debe tener en cuenta a la hora de

calcular las dimensiones de la bomba de circulación.

Las sondas geotérmicas verticales se entregan en obra totalmente fabricadas y probadas una por una. Para instalar el captador vertical después de la perforación, es conveniente llenarlo de agua antes de la instalación, con el fi n de evitar que salga fl otando. Normalmente se añaden pesos lastres adicionales al pie de la sonda.

geotérmicos. Los materiales de relle-no estándar, como la bentonita, tienen una conductividad térmica de 0,7 – 0,8 W/mK; los morteros geo-térmicos mejorados térmicamente presentan una conductividad térmica de hasta 2,5 W/mK. De este modo se puede alcanzar una mayor temperatura de la brine o se puede reducir la longitud requerida de la sonda manteniendo la misma temperatura de la brine. El trabajo de relleno de los pozos geotérmicos a través del tubo de inyección debe efectuarse siempre de abajo arriba para evitar la formación de huecos.

Los espaciadores entre las tuberías de sonda evitan el contacto térmicos entre el fl ujo de suministro y de retorno.

Estos deben incluirse en el cálculo de la longitud de los pozos.

La selección del diámetro del pozo depende del diseño del captador vertical y de las condiciones específi cas del terreno. Cuanto menor es el diámetro del pozo, mejor es la trans-ferencia del calor.

El relleno y compactación del pozo debe hacerse con material de relleno mejorado térmicamente, morteros

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Normativa legal

Para todos los sistemas de captadores verticales y perforaciones pueden ser necesarias aprobaciones específicas conforme a las normativas locales. Además de las regulaciones locales, se recomienda seguir como referencia las normas VDI 4640 específicas de geotermia.

La prueba de presión debe efectuarse de acuerdo con la norma DIN 4279-1 (o norma local equivalente). Esta prueba se debe realizar antes del

relleno del pozo, para comprobar la estanqueidad y resistencia de las sondas. Durante el trabajo de relle-no del material se debe mantener la

sonda en carga con el fi n de evitar la formación de burbujas de aire en el espacio circular entre la pared de la tubería de la sonda y el material de relleno. La presencia de aire en esos espacios produciría efecto ais-lante y, por consiguiente, una reducción de la transferencia del calor desde el terreno al fl uido caloportador.

Instalación sonda Uponor GeoVertis simple U Sonda Uponor GeoVertis doble

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Uponor, calidad de materiales

Con su larga vida útil y su enorme resistencia, las tuberías Uponor PE-Xa no sólo ofrecen seguridad total de suministro, sino también una excelente relación precio-rendimiento. Las instalaciones ganan fi abilidad y seguridad inigualable durante décadas.

Uponor ofrece una garantía prolon-gada de 10 años, incluida la com-pensación por daños en casos con-cretos para el montaje de tuberías PE-Xa sin lecho de arena según la normativa aplicable.

Uponor PE-Xa geotermia permite utilizar el reconocido sistema de unión Uponor Quick & Easy. Además, como segunda opción, las tuberías Uponor PE-Xa se pueden soldar por medio de racores de elec-trofusión autorizados por Uponor, ofreciendo la misma calidad en la unión igual que de tuberías de polietile-no no reticulado.

Durante el proceso de fabricación de las tuberías Uponor PE-Xa, las moléculas de polietileno se unen a una red tridimensional consiguiendo un alto grado de reticulación en un procedimiento de fabricación paten-tado. Gracias a este reticulado, la tubería adquiere unas excelentes propiedades térmicas y mecánicas que la convierten en la mejor opción para aplicaciones exigentes como la geotermia.

Las tuberías PE-Xa para geotermia han sido reticuladas a alta presión según el método de frabricación patentado de Engel. En este proceso, el material de polietileno de alta cali-dad se funde para formar una tubería en las llamadas prensas de extrusión.

Debido a la alta temperatura genera-da en el proceso y la alta presión, el

peróxido añadido reacciona en el proceso de fusión, separando par-cialmente los átomos de hidrógeno de los átomos de carbono de las cadenas moleculares de polietileno. En esos puntos se produce la inter-conexión tridimensional de las cade-nas moleculares. Se genera así una red tridimensional estable que no se puede “deshacer“. Por ello, las tube-rías PE-Xa son especialmente adecua-das para todas las aplicaciones de instalación que implican un esfuerzo del material.

PE-Xa

Incluso los eventuales pinzamientos que se pudieran producir durante el montaje, se pueden solucionar calentando la tubería a un máximo de 133 °C.

El efecto de memoria de las tuberías PE-Xa es el propiedad del material que permite la técnica de unión Quick & Easy exclusiva de Uponor. En este sistema, la tubería PE-Xa se expande mecánicamente con un expandidor manual o a batería, a continuación se inserta el racor o accesorio y, debido al efecto de memoria, el PE-Xa vuelve a recuperar su forma original con la fuerza de cierre necesaria y sin elementos adi-cionales sobre el racor, de manera natural rápida y segura.

Cadena molecular "deshecha" a consecuencia de un esfuerzo en el polietileno no reticulado

La estructura molecular del polietileno reticu-lado PE-Xa no se deshace cuando es sometida a un esfuerzo

Recuperación de pinzamientos con aire caliente

A diferencia de las tuberías de polietileno no reticulado, las tuberías de polietileno reticulado presentan lo que se denomina efecto de memoria. Esta es una de las principales propiedades diferenciadoras del material que recupera su forma original casi automáticamente después de una deformación mecánica, expansión, para ajustarse al sistema de accesorios-fi ttings Q&E de Uponor. Es la única unión natural y “viva” del mercado, ya que no tiene juntas tóricas ni ele-mentos metálicos. Y además, cuanto más tiempo pasa, más tiende el material a recuperar su forma, por tanto, a largo plazo es incluso más segura.

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Instalación de tuberías PE-Xa directamente, sin lecho de arena

El PE-Xa de Uponor para geotermia obtiene los mejores resultados en las cuatro prue-bas más importantes:

Propagación lenta de grietas: Prueba concluida sin resultados (al cabo de 14,300 h)

Propagación rápida de grietas: La prueba S4 no puso de manifi esto ninguna propagación de grietas

Resistencia a la fluencia: Un tiempo real de prueba de 30 años da lugar a una vida útil de más de 100 años

Rendimiento en caso de ex-posición a una carga puntual: Ningún efecto, aprobado para instalación sin lecho de arena conforme a DVGW W400-2

pi

Ft Ft

Fr Fr

Fr Ft Ft Fr+ +

1 2

+

=

1

2

3

Resultado:

pi

Tensión tangencial causada por la presión interna

Esfuerzo de fibras exterior causado por cargas puntuales

Suma de las fuerzas en la pared interna de la tubería

Propagación de las grietas del interior al exterior como causa típica del daño en las tuberías de polietileno no reticulado convencionales

Suelo

Carga puntual

Pared de la tubería

Formación de grietas en tuberías de PE no reticulado

hPE 80 PE 100

Extrapolado a 80 °C

Prueba a 95 ºC concluidasin estallido

Estallido

Estallido

80,000

70,000

60,000

50,000

40,000

30,000

20,000

10,000

0

PE-Xa

PE-Xa

FNCT – σ = 4 N/mm · tiempo de fluencia a υ = 80 °C

Las tuberías fabricadas en otros materiales plásticos como PE 80 o PE 100 deben instalarse siempre en un lecho de arena, lo que constituye un proceso laborioso y costoso. Por el contrario, las tuberías fabricadas en polietileno reticulado con peróxi-do PE-Xa son muy dúctiles, se pueden someter a grandes esfuerzos mecánicos e instalar sin necesidad de un lecho de arena o grava con-forme a la especifi cación DVGW W 400-2. El propio terreno excavado

se puede usar directamente para el rellenado y la compactación, lo que ahorra tiempo y dinero.

Cuando tuberías de plástico se instalan sin lecho de arena, quedan expuestas a esfuerzos mecánicos y cargas puntuales. El esfuerzo de cargas puntuales sobre la pared exterior del tubo, p. ej. debido a piedras y otros cuerpos, y el esfuerzo tangencial de la tubería debido a la presión interna, actúan a la vez sobre la pared de la tubería. Como se puede ver en la fi gura nº1 , las acción de ambas fuerzas se suma en la pared interna de la tubería. En las tuberías de polietileno no reticulado, el resultado es la apa-rición de concentradores de ten-siones que derivan en la aparición

de grietas en la pared de la tubería, y se propagan hasta el exterior con el paso del tiempo. Provocando, por consiguiente, la rotura del material.

El material de las tuberías de geotermia Uponor PE-Xa no se ve afectado por el fenómeno de propagación de grietas gracias a su alto grado de reticu-lación. Esta ventaja decisiva del material se ha confi rmado en pruebas independientes (S4, Notch, FNCTest). A la hora de seleccionar materiales plásticos para aplicaciones de geotermia se debe considerar el

análisis de resistencia a fl uencia de las tuberías en el FNCT (ensayo de resistencia a fl uencia por entalla). Este ensayo, específi co de materiales plásticos, se mide la resistencia a la tracción de una muestra de material con una entalla o fi sura. Para ello se realizan entallas alrededor de una muestra con una profundidad del 10% del espesor del material, y se expone la muestra a una fuerza de tracción dentro de un baño de agua caliente, que simula la duración en el tiempo.

Se mide entonces el tiempo transcurrido hasta que se forma una grieta pro-ducida por la entalla, se propaga la grieta y fi nalmente estalla la tubería. La comprobación de las tuberías Uponor PE-Xa a una temperatura de

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Las tuberías Uponor PE-Xa (reticuladas a alta presión según el método de Engel) se caracterizan por tener memoria elástica y térmica. Por tanto, podemos aprovechar esta capacidad para utilizar la tecnología de unión Quick & Easy. Si una tubería Uponor PE-Xa se expande mecánicamente (sin calor) con una herramienta ade-cuada, el material recuperará su forma original en un breve periodo de tiempo. Aprovechando este efecto memoria el material se une a los accesorios y racores Quick & Easy obteniendo una unión natural y “viva” en el tiempo, es decir, el material del tubo siempre tiene ten-dencia a unirse con el accesorio debido a su efecto memoria. Por consiguiente, la unión Quick & Easy, a diferencia del resto de uniones existentes en el mercado, es más

segura a lo largo del tiempo que cualquier otro sistema. Con esta tec-nología de unión el material de la tubería se convierte en un cierre estanco, se une con la fuerza adecuada y la forma adecuada al racor Quick & Easy, obteniendo una conexión natu-ral y segura al 100% de la tubería de unión sin necesidad de juntas tóricas. La resistencia de la unión Quick & Easy es superior a la resisten-cia de la propia tubería. El proceso de ejecución de la unión es rápido y sencillo. En primer lugar se coloca el anillo de montaje en el extremo de la tubería para luego expandir el tubo junto con el anillo mediante una sen-cilla herramienta similar a un taladro de batería. Se acoplan distintos cabezales de dilatación según el diámetro de tubería Uponor PE-Xa con el que estemos trabajando.

Quick & EasyAntes de que el extremo de la tubería empiece a recuperar su forma original, se inserta el racor Uponor Quick & Easy. Ya al cabo de unos segundos, la tubería comienza a recuperar su tamaño original, produciendo una unión natural, estanca, resistente y totalmente segura. Dependiendo de la temperatura ambiente de trabajo, poco después de la ejecución de las uniones se puede efectuar ya nor-malmente una prueba de presión y estanqueidad.

Para aplicaciones de geotermia se encuentra disponible la gama de racores Uponor Quick & Easy fabri-cados en PPSU. La polifenilsulfona (PPSU) es un material plástico de alto rendimiento que destaca por su gran resistencia mecánica y resisten-cia a la temperatura.

95 °C se dio por concluida al cabo de 14.300 horas sin daños. Extrapo-lando a la temperatura de prueba de 80 °C, temperatura de ensayo para el PE sin reticulación, esto da lugar a una resistencia a fl uencia de más de 70.000 horas, un valor muy superior al rendimiento de los materiales de PE no reticulado más avanzados.

Debido a esta alta resistencia a esfuerzos mecánicos y resistencia a propagación de grietas, las tuberías Uponor PE-Xa son especialmente adecuadas para la geotermia: En el proceso de instalación de son-das geotérmicas o captadores verti-cales, es frecuente que se produzca contacto e impactos entre la sonda y la entrada y paredes de la perforación. Es bastante habitual que se produz-can fi suras y cortes en el material de la sonda geotérmica por la presencia

de elementos metálicos en la entrada de la perforación y/o fi los de piedras cortantes en las paredes del pozo. Además de la resistencia a la propa-gación de grietas, el tubo de geoter-mia Uponor PE-Xa es capaz de recu-perar su forma original tras una elon-gación que se pueda producir en los trabajos de instalación de la sonda en la perforación.

En el caso de los pilotes termoac-tivos, puede producirse un esfuerzos mecánicos y entallas por fi los cor-tantes al fi jar las tuberías a la arma-dura de acero. Igualmente el material del captador geotérmico puede sufrir daños en los trabajos de introducir la armadura en el pozo del pilote y durante el hormigonado. El exclusivo material para geotermia Uponor PE-Xa, gracias a sus propiedades de: resistencia mécanica, resistencia tér-

mica, memoria elástica y térmica y resistencia al fenómeno de propa-gación lenta de grietas, representa la opción más segura y fi able para cualquier instalación de captación geotérmica.

La base de un sistema de climati-zación alimentado por geotermia son los captadores geotérmicos. Aunque los captadores son el elemento base del sistema, en el presupuesto de toda la partida de geotermia (inclui-da la bomba de calor) habitualmente los captadores suelen representar como máximo el 5%. Por tanto, sien-do el componente clave del sistema es conveniente elegir las sondas geotérmicas y captadores más seg-uros y fi ables, con la ventaja de que económicamente no va a tener gran repercusión en el conjunto de la obra.

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Planifi cación de proyectos

Organización de proyectos

Las tareas de planifi cación en los proyectos de geotermia se pueden dividir en dos áreas la planifi cación llamada TBA que concierne el sistema de captación geotérmica, mientras que la planifi cación TGA incluye las instalaciones técnicas y de servicio del edifi cio.

A continuación se muestra el proceso de planifi cación, que incluye el con-tenido y la asignación de tareas para la planifi cación del sistema de geotermia y la planifi cación de las instalaciones técnicas del edifi cio,

con el fi n de ofrecer un resumen de las tareas necesarias y proporcionar al técnico una guía para el orden de ejecución de estas tareas. Este plan facilita además la comunicación entre el cliente y los distintos téc-nicos especializados, así como la supervisión de la fi nalización de las tareas.

Implementación de proyectos

Pasos de planificación

Esquema de planifi cación, Fuente: Manja Gust, HGN Hydrologie GmbH, Niederlassung Magdeburg, 2008

Definición de los aspectos básicos1.

Planificación preliminar2.

Ingeniería del diseño3.

Planificación de la aprovación4.

Planificación de la ejecución5.

Preparación de la oferta6.

Colaboración en el proceso de licitación7.

Supervisión del lugar de la obra8.

Mantenimiento del objeto, documentación9.

Expansión de la tubería y el anilloIntroducir el anillo Inserción en el accesorio Quick&Easy

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www.uponor.eswww.climatizacioninvisible.com

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Uponor Hispania, S.A.U.Oficinas Centrales y Plataforma Logística

Polígono Industrial Las MonjasAntigual Carretera de Extremadura, km. 20,700Senda de la Chirivina, s/n28935 MóstolesMadrid

Fábrica Uponor

Polígono Industrial Nº 1, Calle C, 2428938 MóstolesMadrid

Uponor ofrece a los profesionales de la construcción una calidad impecable, los conocimientos

técnicos más avanzados y una colaboración a largo plazo. Como empresa líder internacional,

somos reconocidos por nuestras soluciones que ayudan a crear un mejor entorno para la vida

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rucción: desde el primer concepto de un proyecto hasta un edifi cio en uso.

Concepto y planificación

Diseño ConstrucciónEdificiosen uso

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manual tecnico geotermia

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