Perforaciones Geotérmicas en Rehabilitación de edificios

(Artículo publicado en la Revista Obras Urbanas número 50)

1.Antecedentes

En  el  mundo  actual,  la  búsqueda  de  modelos  sostenibles  basados  en   fuentes  de  energías  renovables  está  en  constante  desarrollo.  A  nivel   europeo,  se  mantiene  el  compromiso  de  los  países  para  el  año  2020:

• Reducir en un 20% las emisiones de gases de efecto invernadero respecto a 1990
• Reducir en un 20% el consumo de energía comunitario mediante una mayor eficiencia energética
• El 20% del consumo de energía de la UE debe proceder de fuentes de energía renovables

Es en este marco donde se espera la geotermia tenga un crecimiento exponencial. En 2015 se ha registrado un aumento en las inversiones mundiales del 27%, según se recoge en el informe anual “Tendencias mundiales en inversiones en energías renovables”, auspiciado por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (Pnuma), elaborado por la Escuela de Finanzas y Administración de Fráncfort (Alemania) y la firma londinense Bloomberg New Energy Finance.
Geotermia Vertical SLU, actualmente en periodo de expansión, surge en 2009 como respuesta a la creciente demanda de especialistas en el sector. Está compuesta por profesionales con una amplia experiencia en perforaciones, instalaciones y sistemas de climatización geotérmicos. A día de hoy, cuenta con medios mecánicos y personal propios, aportando sus servicios a particulares, instaladores y constructoras, que permiten garantizar el funcionamiento de las instalaciones durante la vida útil de las viviendas, oficinas, hoteles, etc., tanto para nuevas construcciones como en el sector de la rehabilitación.
En este sentido, en este artículo se presentan dos soluciones técnicas de Geotermia Vertical SLU para rehabilitaciones de edificios existentes, con desarrollos de campos de captaciones en espacios reducidos, gálibo limitado y/o ejecución de las perforaciones previa excavación de sótanos a cielo abierto.
Este campo particularmente está experimentando un aumento exponencial desde comienzos de año, en gran medida gracias al Programa de Ayudas para la Rehabilitación Energética de Edificios existentes del sector Residencial (uso vivienda y hotelero), PAREER, que promueve actuaciones integrales que favorezcan la mejora de la eficiencia energética y el uso de energías renovables en el parque de edificios existentes del sector residencial, así como cumplir con el artículo 4 de la Directiva 2012/27/UE, relativa a la eficiencia energética, dotado con 125 millones de euros.
Las actuaciones objeto de ayuda deben mejorar la calificación energética total del edificio en, al menos, una letra medida en la escala de emisiones de dióxido de carbono (kg CO2/m2 año), con respecto a la calificación energética inicial del edificio. Esta mejora de su calificación energética podrá obtenerse mediante distintas tecnologías, entre ellas, la energía geotérmica de muy baja entalpía, que desarrolla Geotermia Vertical SLU.

2.Desarrollo y proceso constructivo

En edificios en rehabilitación, las ordenanzas municipales suelen exigir que se respeten las edificaciones con cierto carácter histórico, con la obligación de conservar íntegramente las fachadas en su mismo aspecto arquitectónico.
Esto implica accesos y gálibos reducidos, así como el desarrollo de soluciones técnicas a medida para ejecutar las perforaciones geotérmicas. Geotermia Vertical SLU detalla en este punto dos soluciones técnicas desarrolladas:

• Perforaciones geotérmicas antes de iniciar trabajos de excavación: las perforaciones se realizan en la cota 0 de excavación con equipos de perforación propios Comacchio MC 900P. Las sondas se obturan a cota final de excavación, y conexionado horizontal se ejecuta en esta cota.
• Perforaciones geotérmicas una vez terminada la excavación: las perforaciones geotérmicas se realizan con el equipo de perforación propio de Geotermia Vertical Comacchio MC 400P. El conexionado horizontal se realiza en esta cota final de excavación.

En ambos casos, la solución es válida para todo tipo de terrenos.
Si el terreno es poco compacto, el método de perforación será mediante rotación con lodos (trialeta o tricono como medio de corte), según el esquema que se muestra en la figura 1. Si es terreno es compacto y de elevada dureza, el sistema de perforación a emplear será mediante rotopercusión (martillo en fondo), con diámetros mínimos en ambos sistemas de 130 mm, según esquema figura 2.
Geotermia Vertical SLU cuenta con medios mecánicos propios para emplear indistintamente uno u otro método, según necesidades de la obra.

2.1. Perforaciones geotérmicas antes de iniciar trabajos de excavación

La ejecución de las perforaciones se realiza antes del comienzo de la excavación para ejecución de los sótanos, en cota 0 de excavación, con uno/dos equipos de perforación Comacchio MC 900P propiedad de Geotermia Vertical SLU (los equipos MC 900P están especialmente diseñados para geotermia, con doble cabeza de rotación, capaces de perforar independientemente de las formaciones a atravesar, hasta profundidades superiores a 300 metros y 150 metros con revestimiento simultáneo).
Una vez terminada la perforación y realizadas las pruebas pertinentes según la UNE 100715-1, se procede a la obturación de la sonda.
Esto permite que, durante la ejecución descendente de los sótanos, si caen residuos del movimiento de tierras en el interior de las sondas, se depositen en la obturación. De esta manera, al finalizar la excavación, se elimina la obturación y los residuos. El riesgo de taponamiento en las sondas introducidas prácticamente desaparece con este sistema.
Este desarrollo se ha realizado por el equipo técnico de Geotermia Vertical SLU en las instalaciones de Valdemoro, donde posee un banco de pruebas para diseñar y mejorar de manera continua los procesos de perforación e introducción de sondas.
En la actualidad Geotermia Vertical SLU está implantando el sistema en una obra de 42 perforaciones de 120 metros en el centro de Madrid, con construcción en desarrollo descendente.

2.2. Perforaciones geotérmicas una vez terminada la excavación (en último sótano de la edificación)

La ejecución de las perforaciones se realiza en el último sótano de la edificación. La complicación será el acceso al fondo de la excavación y la ejecución de las perforaciones con gálibos reducidos (en general menores a 6 metros).
Si hay rampa, el equipo de perforación puede descender hasta la cota final de la excavación. Sino se debe ubicar el equipo y accesorios (varillaje, bomba de lodos, torito, etc) mediante grúa.

Para este tipo de edificación con accesos y gálibos reducidos, Geotermia Vertical SLU dispone de la perforadora Comacchio MC 400P, con capacidad probada de realizar perforaciones geotérmicas en torno a 150 metros útiles. Tiene un mástil de 4,65 metros y necesita en torno a 5 m de altura de trabajo.
La perforadora MC 400P montada sobre orugas, está especialmente diseñada para trabajos especializados de ingeniería civil en espacios reducidos, en el interior edificios / sótanos y pequeños túneles, y es capaz de trabajar todos los sistemas de rotopercusión y/o perforación rotativa, y puede hacer frente a una gran variedad de tipos de obras.
Geotermia Vertical SLU ha realizado con este equipo distintos trabajos con óptimos resultados y satisfacción para los clientes, que verifican la capacidad de la máquina y el personal propios en la ejecución de captaciones geotérmicas en todo tipo de terrenos.
Entre otras, con la MC 400P destacan los siguientes trabajos:

• Perforación para Test de Respuesta Térmica en Centro Comercial en el centro de Madrid, con 143 metros útiles alcanzados con sonda doble U de 32 mm diámetro, en terreno arcillo- arenoso.
• Perforación para Test de Respuesta Térmica en Nave Industrial en Valdemoro, con 120 metros útiles alcanzados, en terreno yesífero.

3.Aplicaciones

La energía geotérmica, tanto para obra nueva como pequeñas reformas y grandes rehabilitaciones, es una realidad con Geotermia Vertical SLU, que dispone de los más avanzados medios mecánicos y personal altamente cualificado capaz de desarrollar soluciones a medida de los clientes. Para rehabilitaciones, las soluciones técnicas aportadas por Geotermia Vertical SLU para la ejecución de campos de captación geotérmicos son:

• Perforaciones geotérmicas antes de iniciar trabajos de excavación: perforadoras de doble cabezal MC 900P y gran capacidad de tiro, con obturación de sondas a cota final de excavación (figuras 4 y 5)
• Perforaciones geotérmicas en cota final de excavación bajo gálibo y accesos limitados: perforadora de pequen»as dimensiones MC 400P (figura 3)

Estas soluciones permiten la ejecución en plazos, calidad y garantías.