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Estudio examina el potencial de enfriamiento geotérmico en Hawái

Keana Point en Oahu, Hawái (fuente: Christine Doughty, Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley)

Estudio muestra que el enfriamiento geotérmico con GEI tiene potencial en Oahu, Hawaii, donde la gran circulación de agua subterránea se considera un factor facilitador importante.

Un estudio realizado en el Centro de Recursos Geotérmicos y de Aguas Subterráneas de Hawái, de la Universidad de Hawái en Manoa, analiza la posibilidad de implementar tecnologías de refrigeración geotérmica en Hawái, junto con intercambiadores de calor subterráneos (GHE) poco profundos. Con base en un modelo hidrogeológico de un posible sistema de circuito cerrado en el Centro Stan Sheriff, será necesario incorporar la modelización de las aguas subterráneas para permitir el éxito de las operaciones de los GHE durante al menos 10 años.

El terreno escarpado y las formaciones volcánicas altamente permeables de Oahu ofrecen condiciones favorables para un gran flujo de agua subterránea, lo cual, según el estudio, es crucial para el éxito de las operaciones de los intercambiadores de calor subterráneos.

El estudio se realizó en colaboración con científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley a través del Proyecto de Asociación para la Innovación en Tecnología Energética (ETIPP) del Departamento de Energía de EE. UU. El ETIPP, bajo la gestión del Laboratorio Nacional de las Rocosas (anteriormente conocido como NREL), es un programa que apoya a comunidades remotas, costeras e insulares con asistencia técnica y planificación energética para ayudarles a construir sistemas energéticos más fiables y asequibles.

Los GEI como tecnología facilitadora

El estudio se centra específicamente en el uso de GEI en Oahu y en un punto específico de la isla para la refrigeración geotérmica. Mediante un sistema de tuberías en bucle en el suelo poco profundo, los GEI pueden transportar el calor de un lugar cálido a uno más frío, como el funcionamiento de un refrigerador.

“La energía geotérmica de alta temperatura, que requiere perforaciones profundas, es necesaria para producir electricidad, pero la energía geotérmica de baja temperatura, como los GEI, a los que se puede acceder mucho más cerca de la superficie, puede utilizarse para la calefacción y la refrigeración de edificios, reduciendo considerablemente la carga en la red eléctrica”, declaró Christine Doughty, científica del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.

“Creo que ambos tipos de energía geotérmica tienen el potencial de ser un activo para Hawái”, añadió Nicole Lautze, fundadora y directora del Centro de Recursos Geotérmicos y de Aguas Subterráneas de Hawái.

A diferencia de los sistemas geotérmicos de circuito abierto, los sistemas de GEI de circuito cerrado hacen circular continuamente una solución de transferencia de calor a través de tuberías, que transfiere el calor hacia y desde el suelo mediante conducción térmica. El agua subterránea debe tener temperaturas lo suficientemente bajas como para refrigerar eficazmente los edificios, y el flujo de agua subterránea en un sistema de GEI funciona para eliminar el calor acumulado.

La circulación del agua subterránea es esencial para los sistemas de GEI.

Del análisis a nivel de toda la isla, el análisis de ETIPP, centrado en el Centro Stan Sheriff de la Universidad de Hawái en Manoa, un edificio con una alta carga de refrigeración en una zona con amplios espacios abiertos a su alrededor, podría ser un buen candidato para el análisis específico del sitio de la tecnología de GEI.

Al utilizarse para refrigeración, los GEI añadirían calor al subsuelo. Esto significa que el agua subterránea debe reemplazar el agua caliente de los pozos para mantener la funcionalidad del sistema de GEI. Esto se reflejó en el modelo hidrogeológico creado para el estudio.

El análisis sin flujo de agua subterránea mostró que el sistema de GEI puede funcionar con normalidad durante el primer año, pero la acumulación de calor aumentaría significativamente la temperatura del agua posteriormente. Sin la circulación del agua subterránea, la demanda de enfriadores aumentaría entre el segundo y el sexto año. La modelización que incorporó el flujo de agua subterránea mostró que el calor se disiparía eficazmente del campo de perforación, lo que permitiría el funcionamiento exitoso del GHE durante al menos 10 años. Por lo tanto, la inclusión del agua subterránea en el análisis y la planificación, junto con las bajas tasas de interés y una alta inversión de capital, podría generar beneficios económicos para la universidad.

El análisis concluyó que el agua de mar fría podría ser una opción para los sistemas de refrigeración, y un sistema de este tipo ya opera en el Laboratorio de Energía Natural de Hawái. Los autores del informe recomendaron realizar más estudios.

Fuente de referencia vía nuestra plataforma global ThinkGeoEnergy / NREL