El papel del transporte subterráneo en el III Congreso Internacional Madrid Subterra

El III Congreso Internacional Madrid Subterra sobre el aprovechamiento energético del subsuelo urbano se ha celebrado, el pasado 25 de octubre, y se ha centrado en las infraestructuras subterráneas de transporte.

José Amador Fernández Viejo, director general de Sostenibilidad y Control Ambiental, ha abierto el III Congreso Internacional Madrid Subterra, y ha destacado la necesidad de una transición en el modelo energético, con la meta de reducir, progresivamente, las emisiones. Para ello, se pueden incorporar nuevas energías, menos contaminantes; reducir la demanda del consumo e incrementar la autosuficiencia, que es la intención de Madrid Subterra.

En este contexto, la explotación del material energético del subsuelo adquiere una especial relevancia. Así, entre las fuentes, ha querido destacar las asociadas al transporte, que protagonizan este Congreso.

José Amador Fernández Viejo

Para finalizar el acto de apertura, Francisco Javier Elorza, en representación de la vicerrectora de Investigación de la Universidad Politécnica de Madrid, ha destacado el papel significativo del transporte subterráneo en la sostenibilidad energética urbana.

Además, ha hecho mención al Informe IPCC (Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático), en el que se alerta de la necesidad de limitar la subida de las temperaturas a 1,5º, antes de que finalice 2019. Una tarea que debe ir acompañada a cambios relacionados a nivel social.

En este sentido, Elorza se pregunta: “¿qué papel nos corresponde a las ciudades?”. Hoy en día, sostiene, no está clara la respuesta. Hoy en día, los grandes núcleos urbanos, que ocupan un 2% de la superficie terrestre, consumen el 78% de la energía mundial, produciendo el 60% del total del dióxido de carbono. En este contexto, hace 4 años, se habría creado Madrid Subterra, que trabaja en busca de las nuevas necesidades energéticas.

Francisco Javier Elorza

La primera de las presentaciones ha sido “Geoestructuras energéticas en infraestructuras subterráneas urbanas”, a cargo de Lyesse Laloui, del Swiss Federal Institute of Technology, EPFL. El mismo ha señalado la distribución térmica subterránea: de 1 a 5 metros, las temperaturas pueden variar, según la temperatura exterior; a partir de los 5 metros, la temperatura se mantiene, prácticamente, constante, hasta los 100 metros de profundidad y, desde ahí, aumentan según el gradiente térmico (unos 3 grados, cada 100 metros).

De esta manera, teniendo en cuenta esta distribución térmica, la tierra es un lugar donde podemos almacenar la temperatura.

Adentrándose en la energía geotérmica, Laloui ha explicado que es posible generar electricidad a partir de esta fuente, pero es difícil, ya que se necesitan temperaturas cercanas a los 130º, para lo que sería necesario profundizar mucho en el subsuelo o acudir a zonas volcánicas.

Dentro de los sistemas térmicos superficiales, nos encontramos con dos familias:

• Los intercambiadores de calor con pozos: mediante los orificios que se realizan para estos pozos, significa que se utiliza un espacio específico para ellos. Además, permiten calentar, ya que estamos extrayendo calor.
• Infraestructuras geotérmicas: no hay un espacio específico. Estas permiten calentar y enfriar, ya que lo importante es que aquí almacenamos la energía. De este modo, se toma la energía que esté en el exterior y se almacena.

Tal y como ha comentado Lyesse Laloui, se puede mejorar el sistema utilizando una bomba de calor.

En cuanto a este sistema de bombas, para calefacción y refrigeración, hay que considerar el rendimiento del mismo, ya que para que funcione necesitamos electricidad. Así, se podrían combinar otras fuentes, como los paneles solares, utilizando el suelo como una batería.

Lyesse Laloui

Entre las aplicaciones de la energía geotérmica, se encuentran la calefacción y refrigeración, obtención de agua caliente, descongelación y el almacenamiento de energía térmica subterránea.

En cuanto a las aplicaciones en el entorno industrial, el retorno de la inversión, dependiendo de su eficiencia, está en torno a 4-12 años. Se trata de una energía renovable y muy competitiva, ya que no requiere transporte y no se necesita depender de otros lugares del mundo. Además, las emisiones de carbono son bajas, al igual que su coste de inversión.

Por otro lado, Manuel Andrés Chicote, del Centro Tecnológico Cartif, ha presentado el “Proyecto ReUseHeat: Aprovechamiento del calor residual en infraestructuras urbanas generado en el metro”. Se trata de un proyecto europeo a 4 años, financiado con el programa Horizonte2020. En su año de vida, cuentan con 4 casos de demostración en Europa en Niza, Bucharest, Madrid y Alemania.

Manuel Andrés Chicote

Según Chicote, la demanda energética de la UE está cubierta por combustibles fósiles y, dentro de la misma, el sector del calor y el frío supone un 50% del consumo total. En este contexto, las renovables y las fuentes no convencionales de energía residual son estratégicas para conseguir el cambio de modelo energético.

• Dentro de este proyecto, los pasos son los siguientes:
• Mapeado y planificación: mediante una serie de tareas que buscan identificar potenciales fuentes de calor en toda Europa.
• Desarrollo de modelos de negocio.
• Implantación.
• Monitorización y control del comportamiento y prestaciones de los proyectos llevados a cabo.

Los objetivos del Proyecto ReUseHeat son proporcionar respuestas, tanto para aumentar nuevas fuentes de calor dentro de entornos urbanos y demostrar la viabilidad de los proyectos.

En concreto, Manuel Andrés Chicote ha mostrado a los asistentes a este III Congreso Internacional Madrid Subterra el demostrador del metro de Bucharest. Este proyecto concreto se ha basado en la recuperación de calor en estaciones de metro, tomando como fuente el aire y/o subsuelo, dentro de las mismas. El calor residual sirve, además, para cumplir parte de la demanda de agua caliente sanitaria de un hotel cercano.

Las temperaturas típicas en invierno pueden rondar los 15º y, en verano, los 27º, en las propias estaciones debido a la actividad en las mismas. Cuentan con fuentes de calor como son los sistemas de tracción y frenado de los trenes e, incluso, los pasajeros. Se han tenido en cuenta aspectos como la mejora del confort térmico, la reducción del sistema de ventilación, así como la distancia entre el punto de recuperación de calor y el punto de consumo. El objetivo de este proyecto es la producción de calor a menor precio.

El centro de la solución en el metro de Bucharest es una bomba de calor, que va tomar calor a través del aire de la estación, para lo que se ha planteado una red de fan-coils, tanto en la plataforma de espera como en instalaciones técnicas.

Eduardo Catalán de Ocón

La “Gestión y generación de energía con sistemas de aparcamiento subterráneo” ha sido expuesta por Eduardo Catalán de Ocón, de SAS Sistemas Avanzados Sostenibles. Así, ha comenzado su presentación explicando que los aparcamientos se insertan en la red de movilidad, regulando el flujo de circulación y el tráfico.

Igualmente, los aparcamientos sirven como: medio de intercambio de energía a través de la masa en contacto con el terreno, del aire que contienen o que circula por ellos o del agua que recogen y drenan. También, Catalán de Ocón ha destacado que el potencial de intercambio energético oscila entre 0,5 a 1 kW por vehículo de capacidad. Del mismo modo, el potencial varía en función de la profundidad, del factor de forma del edificio, de la composición del suelo y del contexto climático.

Cabe destacar que, en contextos urbanos, en una misma actuación se resuelve la dotación de aparcamiento, captación e intercambio eficiente de energía. En este sentido, ha mostrado 3 modelos de actuación del Climapark Parklift, aparcamiento con geotermia, instalados en Madrid en Apolonio Morales y Manuel Silvela, así como en Segovia, en el Paseo de los Tilos.

José Manuel Cubillo

Metro de Madrid también ha intervenido en este III Congreso Internacional Madrid Subterra. En concreto, José Manuel Cubillo ha presentado los “Próximos proyectos de aprovechamiento de la energía del subsuelo en Metro de Madrid”.

De este modo, ha comentado a los asistentes los orígenes con la instalación geotérmica en la estación de Pacífico, la cual surge por la necesidad de ofrecer un suministro de climatización a los locales comerciales dentro de la misma y a las propias dependencias y para refrescar los andenes. Esta instalación comienza a funcionar en 2009.

Actualmente, se les presentan dos oportunidades de instalaciones geotérmicas en edificios singulares de Metro de Madrid: el nuevo Edificio Social de Plaza de Castilla y la nueva cochera de Cuatro Caminos, en fase de construcción.

Por último, Cubillo ha explicado la actuación que se va a realizar en cuanto a refrigeración de estaciones mediante el aprovechamiento de la energía del subsuelo. Metro dispone de equipos de ventilación, por lo que la idea es aprovechar la infraestructura de ventilación para aminorar la temperatura del aire en la estación, haciendo pasar el mismo por baterías intercambiadoras.

La instalación piloto se establecerá en la estación de Avenida de América, donde se va a implantar un sistema de refrigeración, aprovechando el gran caudal de agua de escorrentía que se recoge en el pozo de bombeo existente. Para esto, se va a crear una nueva sala de ventilación que ha de interceptar la chimenea de este pozo. En esta sala se ubicará un ventilador de 40.000 m3/h, un intercambiador de calor, filtro y silenciador disipativo.

Luis de Pereda Fernández

Finalmente, Luis de Pereda Fernández, de Eneres, ha hablado sobre el “Potencial energético de las infraestructuras subterráneas de transporte”. El mismo también ha destacado el papel del Metro de Madrid, desde el punto de vista energético, el cual genera enormes cantidades de energía térmica que extrae y expulsa como residuo. Por ello, la aplicación de sistemas termoactivos a la climatización de los edificios y los espacios públicos de la red de Metro, con fuente geotérmica obtenida mediante la termoactivación de los túneles o la termoactivación de los elementos estructurales sería el método que garantiza la máxima eficiencia y rendimiento de las instalaciones de climatización y absorción de calor.

Concretamente, un sistema combinado de extracción con recuperación, climatización por aire y sistemas inerciales y geotérmicos, obtendría ahorros superiores al 60% del consumo energético de los espacios públicos del Metro de Madrid.