La geotermia de baja entalpía — el aprovechamiento del calor almacenado en el subsuelo para calefacción y refrigeración mediante bombas de calor geotérmicas — es una tecnología madura y altamente eficiente que sigue siendo infrautilizada en España respecto a su potencial. Para el instalador de climatización que quiere acceder a este segmento especializado, el conocimiento de los materiales y técnicas de instalación específicos de los circuitos geotérmicos es la puerta de entrada.
Esta guía analiza los tipos de captadores geotérmicos disponibles, los materiales de tubería más adecuados para cada aplicación y los aspectos técnicos clave de la instalación del circuito primario geotérmico.
Tipos de captadores geotérmicos
Captadores horizontales
Los captadores horizontales son tuberías enterradas a una profundidad de 1 a 2 metros en terreno con buenas condiciones térmicas. Las tuberías se disponen en zanjas paralelas, en espiral plana o en configuración compacta según la superficie disponible. La extracción de calor del suelo en invierno (o de frío en verano para refrigeración) se realiza a través del fluido caloportador que circula por las tuberías.
Los captadores horizontales requieren una superficie de terreno significativa — habitualmente entre 15 y 25 m² de terreno por kW de potencia calorífica — y son adecuados principalmente para viviendas unifamiliares con jardín amplio. Son la opción más económica de instalación pero necesitan la mayor superficie.
Sondas verticales (geosondas)
Las geosondas son tuberías en U introducidas en perforaciones verticales de 50 a 200 metros de profundidad. Cada sonda extrae calor de la roca o el terreno a una profundidad donde la temperatura es más estable (habitualmente 10-15°C en la mayor parte de España) que en la superficie. Son la solución para parcelas sin superficie de terreno disponible y para potencias mayores que las que permiten los captadores horizontales.
La perforación de las geosondas requiere maquinaria específica y empresas especializadas en perforación geotérmica. El coste de la perforación es el factor más diferencial del presupuesto de una instalación geotérmica con sondas verticales frente a otras tecnologías de calefacción renovable.
Captadores en lago o río
En emplazamientos con acceso a una masa de agua (lago, embalse, río con caudal suficiente), las tuberías pueden sumergirse en el agua para aprovechar su temperatura como fuente de calor. Es la opción más eficiente en los emplazamientos donde es viable, porque el agua tiene mayor capacidad de almacenamiento térmico que el suelo.
Materiales de tubería para el circuito primario geotérmico
PE 100 (polietileno de alta densidad)
El polietileno de alta densidad (PE 100) es el material estándar para las tuberías del circuito primario geotérmico enterrado. Sus propiedades hacen que sea la elección correcta para esta aplicación:
- Excelente resistencia química: compatible con el fluido caloportador (agua con anticongelante) durante toda la vida útil de la instalación (25-50 años).
- Flexibilidad: permite la instalación en zanjas con curvas sin necesidad de accesorios, reduciendo el número de uniones que podrían ser puntos de fallo.
- Uniones por termofusión: las uniones entre tuberías y entre tubería y accesorios se realizan por fusión de las piezas con calor, creando uniones tan resistentes como la propia tubería y sin riesgo de fugas por envejecimiento de juntas.
- Larga vida útil: el PE 100 tiene una vida útil de 50 años o más en condiciones de enterramiento, muy superior a la de las tuberías metálicas en contacto con el suelo.
Los diámetros más habituales para circuitos primarios geotérmicos residenciales son DN32 y DN40 para los tramos de distribución, y DN20-DN25 para las sondas verticales (tubería en U en el interior de la perforación).
PE-Xa (polietileno reticulado tipo a)
El PE-Xa tiene propiedades similares al PE 100 en términos de resistencia química, con la ventaja adicional de la «memoria de forma»: una tubería PE-Xa deformada vuelve a su diámetro original cuando se calienta, lo que facilita la instalación de los accesorios de compresión. Es especialmente útil en los tramos interiores del circuito primario, donde la conexión al módulo hidráulico de la bomba de calor requiere mayor precisión.
El fluido caloportador: anticongelante para geotermia
El circuito primario geotérmico contiene una mezcla de agua y anticongelante que debe proteger las tuberías de la congelación en las condiciones de temperatura más adversas. Las opciones más habituales son:
- Propilenglicol (MEG): el anticongelante más utilizado en geotermia por su baja toxicidad y su buena biodegradabilidad. La concentración habitual para protección hasta -15°C es del 30-35%. Algunos fabricantes de bombas de calor exigen el uso de propilenglicol de calidad alimentaria para proteger su garantía.
- Etilenglicol: más eficiente como anticongelante pero con mayor toxicidad que el propilenglicol. Su uso está restringido en algunos contextos por el riesgo ambiental en caso de fuga.
- Alcohol etílico (etanol): alternativa natural con buenas propiedades anticongelantes, pero con mayor volatilidad y riesgo de inflamabilidad.
La concentración del anticongelante debe calcularse en función de la temperatura mínima del suelo a la profundidad de los captadores, con un margen de seguridad de 5°C. En la mayor parte de España, la temperatura mínima del suelo a 1,5 m de profundidad rara vez baja de -5°C, lo que permite concentraciones de anticongelante moderadas.
Aspectos clave de la instalación del circuito primario
Purga del circuito
El circuito primario geotérmico debe purgarse completamente de aire antes de la puesta en marcha de la bomba de calor. El aire en el circuito reduce la eficiencia del intercambio de calor y puede dañar la bomba circuladora. La purga se realiza llenando el circuito con el fluido caloportador a presión y purgando todos los puntos altos del sistema.
Presión de trabajo y prueba de presión
El circuito primario geotérmico enterrado debe probarse a presión antes de rellenar las zanjas. La presión de prueba habitual es 1,5 veces la presión máxima de trabajo, durante un período de al menos 30 minutos. Esta prueba debe documentarse con registro de presión y tiempo para incluirla en la documentación de la instalación.
Equilibrado hidráulico de los captadores
Cuando la instalación tiene varios captadores horizontales o varias sondas verticales en paralelo, deben estar hidráulicamente equilibrados para que todas reciban el mismo caudal. Sin equilibrado, los captadores más cercanos al módulo hidráulico reciben más caudal y los más alejados menos, con impacto en la eficiencia total del sistema.
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Conclusión: la geotermia es un segmento especializado con alta rentabilidad para el instalador que la domina
La instalación geotérmica requiere conocimientos técnicos específicos — en el diseño del campo de captadores, en los materiales de tubería y en los fluidos caloportadores — que no todos los instaladores de climatización tienen. El instalador que los adquiere accede a un segmento con menor competencia, proyectos de mayor complejidad y valor y clientes que valoran la especialización técnica sobre el precio. La inversión en formación y en el catálogo de materiales correcto es la puerta de entrada a uno de los segmentos más interesantes de la climatización renovable.