En Eslovenia, los investigadores e ingenieros están explorando formas innovadoras de almacenar el calor del verano para su uso en invierno, mediante la integración de sistemas de energía térmica directamente en los cimientos de los edificios. Esta tecnología emergente, conocida como geoestructuras de energía, implica la incorporación de sistemas de intercambio de calor dentro de elementos geotécnicos como pilas, losas de fundación y trincheras durante la construcción. Estas estructuras aprovechan las temperaturas estables que se encuentran bajo tierra para capturar el exceso de calor durante los meses más cálidos y redistribuirlo durante los períodos más fríos, ofreciendo una solución sostenible para la calefacción y refrigeración de edificios.
El sistema funciona mediante la instalación de tuberías dentro de estos componentes geotécnicos, a través de los cuales un fluido circula en un circuito cerrado. En condiciones cálidas, el fluido absorbe el calor, mientras que en condiciones frías, libera el calor almacenado. Una bomba de calor transfiere esta energía a las áreas donde se necesita.
Al incorporar estos sistemas durante la fase de construcción, la perforación profunda adicional, que puede ser costosa, a menudo es innecesaria, lo que reduce significativamente los costos de inversión. Una de las principales ventajas de las geoestructuras de energía es su integración con la infraestructura geotécnica existente. Si se planifica temprano en el proceso de diseño, estos sistemas pueden incorporarse a la fundación sin problemas sin requerir trabajo adicional. Según el Dr. Stanislav Lenart del Instituto Esloveno de Ingeniería Civil (ZAG), esto podría conducir a ahorros sustanciales, especialmente porque muchos proyectos en Eslovenia ya dependen de cimientos de pila y paredes de excavación protegidas.
Sin embargo, la tecnología no es universalmente aplicable. Cada sistema debe dimensionarse cuidadosamente en función de las propiedades del suelo y el impacto potencial de los cambios de temperatura tanto en la estructura como en el suelo circundante. El calentamiento o enfriamiento de la tierra puede afectar la estabilidad del suelo, la deformación y el movimiento del agua, lo que requiere un análisis exhaustivo antes de su implementación. La investigación realizada por la profesora Sandrine Rosin-Paumier de Francia destaca los efectos de los ciclos de temperatura repetidos en suelos de grano fino. Estos ciclos pueden alterar la distribución de la humedad y cómo el suelo responde a las cargas.
Como resultado, los investigadores están desarrollando modelos experimentales y numéricos para predecir mejor estos procesos y garantizar la operación segura a largo plazo de las geoestructuras energéticas. A pesar de estos desafíos, la tecnología se ha utilizado durante más de veinte años en varios países europeos, particularmente en edificios comerciales, complejos residenciales, túneles y proyectos de infraestructura. Su desarrollo se ha acelerado debido al impulso global hacia soluciones de calefacción y refrigeración con bajas emisiones de carbono. Eslovenia parece bien posicionada para adoptar esta tecnología, dadas sus condiciones geológicas favorables y numerosas nuevas construcciones que utilizan cimientos de pila.
Por ejemplo, el método podría permitir el almacenamiento de energía térmica en los terraplenes de las carreteras, que luego podrían utilizarse en invierno para evitar la congelación de la superficie de las carreteras. En todos estos escenarios, los sistemas de energía geotérmica de poca profundidad podrían integrarse en las etapas de planificación de los proyectos. El suelo bajo nuestros pies no es solo una base de carga para los edificios, sino también un medio valioso y rentable para almacenar e intercambiar calor. Al incorporar cuidadosamente este potencial en los diseños de los edificios, se puede reducir el sobrecalentamiento de las estructuras e infraestructuras en verano, y parte del calor necesario en invierno puede obtenerse del suelo donde se almacenó durante el verano.
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