Geotermia para la climatización y ACS de una factoría agroalimentaria

En la localidad de Mallén, provincia de Zaragoza, se encuentra una planta de procesado de productos hortícolas y frutícolas de Cuarta Gama. Respondiendo a los requisitos de eficiencia energética y respeto con el medio ambiente, la solución aportada por Grupo Visiona BD e Immosolar incorpora una bomba geotérmica, para la calefacción y refrescamiento de las oficinas de la fábrica y producción de agua caliente sanitaria para el personal.

El año pasado se realizó la puesta en marcha del sistema geotérmico, compuesto por una bomba de calor geotérmica Immosolar IS SW de 100 kW reversible, con doble compresor, captador geotérmico vertical, acumulación diferenciada para agua sanitaria e inercia para frío/calor, y distribución de energía para climatización por ‘fan-coils’. La instalación e ingeniería de este sistema se ha llevado a cabo por la empresa navarra Grupo Visiona BD, especialista en técnicas de aprovechamiento de la energía geotérmica, como la mejor herramienta para desarrollar productos y servicios orientados a mejorar la eficiencia energética en la climatización de cualquier edificación.

Esta planta tiene como objetivo el desarrollo de un proyecto de carácter estratégico para la fabricación de productos de Cuarta Gama, denominación que se da al procesado de hortalizas y frutas frescas, mediante su limpieza, troceado y envasado para su consumo. Mediante este proceso, el producto mantiene sus propiedades naturales y de frescura, pero ofreciendo al tiempo al consumidor unos frutos u hortalizas ya lavadas y troceadas. Los principales clientes de los productos de Cuarta Gama son las cadenas de supermercados, los restaurantes y el sector de la hostelería en general, debido al ahorro de tiempo que proporciona, sin pérdida en la calidad del producto. La nueva factoría será un revulsivo para la industria agroalimentaria aragonesa y para el empleo en la comarca de Borja, a la que pertenece Mallén. Este municipio se encuentra a 52 kilómetros de Zaragoza capital.

La bomba geotérmica no produce energía, sencillamente la transporta desde la tierra hacia el punto de consumo. La temperatura estable del subsuelo sirve para dar calor y frío al edificio, puesto que normalmente existe entre ambas sólo una pequeña diferencia de temperatura que salva la propia bomba geotérmica.

Actualmente las bombas geotérmicas IS-SW existen entre los 6 y los 143 kW de potencia en catalogo y hasta 1200 kW bajo pedido, ofrecen un COP hasta 5,20 asumiendo que el foco del subsuelo estuviera a 0 °C. Es decir, por cada kWh eléctrico consumido la bomba geotérmica ofrece más de 5,2 kWh caloríficos.

Los distintos flujos energéticos (geotérmico, circuito de calefacción/ frío) de la bomba geotérmica son regulados por la centralita IS-WPK desde la que se controla tanto la propia máquina como la temperatura de servicio frío/calor que se impulsa al edificio.

Los principales componentes del sistema geotérmico son:

• Captación geotérmica: Medio por el cual se extrae la energía gratuita de la tierra y se cede a la bomba geotérmica a través del evaporador.
• Evaporador: Intercambiador que absorbe la energía del medio y la transfiere al fluido refrigerante del interior de la bomba geotérmica.
• Refrigerante: Fluido que evapora a bajas temperaturas pero con gran poder calorífico. Encargado de transportar internamente el calor desde el evaporador al condensador.
• Compresor: Encargado de comprimir el refrigerante incrementando así su temperatura de condensación. Al aumentar la presión del fluido sus moléculas colisionan más entre sí y liberan por tanto calor en el condensador.
• Condensador: Una vez comprimido el fluido pasa a través del condensador cediendo el calor al sistema de calefacción y ACS, volviendo a estado líquido.
• Válvula de expansión: Encargada de dilatar el fluido de modo que disminuya aún mas su temperatura y pueda recibir de nuevo el calor proveniente del circuito geotérmico.

Teniendo en cuenta que una bomba geotérmica trabaja con mayor rendimiento cuando menor es la temperatura del condensador, la regulación IS-WPK de la bomba geotérmica controla, entre otras funciones, que siempre se trabaje a la menor temperatura posible. Se consigue mediante los siguientes conceptos:

• Control individualizado de la producción de ACS (aprox. 45 °C) de la producción de calor para calefacción (aprox. 30 °C).
• Cálculo de la temperatura de impulsión según temperatura exterior para no producir temperaturas mayores o menores de lo necesario.
• Posibilidad de programación semanal de las temperaturas deseadas.

La fuente principal de energía de una bomba geotérmica es el calor almacenado en la tierra. Hay varias formas de extraerlo; las más comunes son mediante pozos geotérmicos o mediante captación horizontal.

El captador geotérmico está compuesto por 16 perforaciones verticales, cada una de 100 metros lineales de profundidad y un diámetro de 15 centímetros, separadas entre sí una distancia de 8 metros. Las sondas empleadas son de doble U con un diámetro de 32 milímetros para los cuatro tubos. El relleno de las perforaciones, se ha realizado con una mezcla especial de mortero desarrollado por Visiona BD junto a su proveedor.

El fluido caloportador del circuito geotérmico está compuesto por agua glicolada; el porcentaje de glicol lo determina Visiona BD para cada instalación en función de las características de la misma con el fin de prevenir congelaciones en el circuito. Entre la bomba geotérmica, el distribuidor geotérmico y los pozos se emplea tubería de polietileno.

El control integral del sistema se realiza por la centralita Immosolar IS-WPK, que se encuentra incorporada en la misma bomba geotérmica. Este regulador modular puede actuar en función de las temperaturas exterior e interior, regulando la temperatura de impulsión de calefacción para mejorar la eficiencia del sistema. Controla hasta dos generadores de calor o frío, un circuito de calefacción además del circuito geotérmico, el suministro de agua caliente sanitaria y otras funciones. Es programable por intervalos de funcionamiento y también incorpora la función de refrescamiento.

Con objeto de maximizar el aprovechamiento de la instalación se ha previsto incorporar un sistema de monitorización, para registrar caudales, temperaturas y energía aportada. El análisis de los resultados permitirá mejorar la eficiencia, mediante la reducción del consumo eléctrico de los elementos auxiliares y por el aumento del coeficiente de rendimiento de la bomba geotérmica.