Calefacción geotérmica para hogares en Norteamérica: ¿Funciona realmente y ayuda a ahorrar dinero?

Sistemas de calefacción geotérmica para hogares

Los sistemas de calefacción geotérmica doméstica pueden ser una excelente opción para calentar una vivienda, reemplazar un horno y se promocionan como ahorradores de dinero. La pregunta es, ¿realmente valen la pena? A continuación, un vistazo rápido de cómo funcionan.

A profundidades de entre 6 y 10 metros, la temperatura de la tierra ya no está influenciada por las variaciones de la temperatura en la superficie y se mantiene relativamente constante entre 8 y 10 °C. El principio básico de la calefacción y refrigeración geotérmica es aprovechar esa temperatura constante en el interior de la tierra para equilibrar las temperaturas extremas que experimentamos en Norteamérica y Canadá.

Con el uso de bombas de calor, los sistemas geotérmicos de calefacción y refrigeración extraen energía térmica y la transfieren a los edificios, logrando un ahorro aproximado del 50 al 60% en costos de calefacción y refrigeración, dependiendo del tipo de combustible con el que se compare.

En los meses de verano, la refrigeración geotérmica funciona de manera similar al aire acondicionado estándar, pero en lugar de simplemente expulsar el calor al aire exterior, este se deposita profundamente en la tierra para su uso futuro. El resultado es un aire acondicionado sin culpa, ya que el calor extraído durante el verano se utiliza para calentar la tierra en las capas más profundas, lo que incrementará la eficiencia de la bomba de calor geotérmica en los meses de invierno.

Sistemas de calefacción geotérmica para el hogar

Los sistemas geotérmicos de circuito cerrado vertical utilizan una tubería sellada en forma de U, fabricada con polietileno de alta densidad, que transporta un fluido de transferencia térmica (generalmente una mezcla de agua y metanol) en un circuito de circulación continua. Este sistema permite el intercambio de calor por conducción con el subsuelo.

A medida que el líquido regresa a la superficie, se encuentra calentado o enfriado, dependiendo de la estación del año. Esa variación térmica se aprovecha para climatizar el hogar de manera eficiente.

Para su instalación, se requiere perforar a profundidades de 90 metros (300 pies) o más y el costo se calcula por metro perforado. Dicho de otra manera: el precio puede ser elevado, pero se paga metro a metro.

Los sistemas geotérmicos de circuito cerrado horizontal funcionan de manera similar a los verticales, con la diferencia de que las tuberías se extienden de un lado a otro a una profundidad de entre 2 y 3 metros bajo tierra. Su instalación requiere excavar zanjas de al menos 90 metros de longitud en lugar de perforar un pozo.

Si bien su costo de instalación puede ser más bajo, estos sistemas necesitan una gran extensión de terreno y pueden causar un impacto significativo en el ecosistema del área excavada. Además, en comparación con los sistemas de lazo vertical, su eficiencia puede verse afectada por las variaciones de temperatura en la superficie.

Otro inconveniente es que, en caso de una fuga en el circuito, localizarla puede ser un desafío. En los sistemas con mallas o redes horizontales, reparar una pequeña fuga de presión podría implicar excavar nuevamente todo el jardín.

Los sistemas geotérmicos de circuito abierto utilizan agua subterránea extraída directamente de un pozo de abastecimiento, con una profundidad de entre 23 y 30 metros, para transferir calor. El proceso consiste en bombear el agua desde un primer pozo, realizar el intercambio térmico y luego inyectarla de vuelta en un segundo pozo.

Los sistemas de circuito abierto ofrecen una eficiencia térmica muy alta y su instalación puede ser hasta un 50 % más económica que la de los sistemas de lazo cerrado vertical. Sin embargo, las condiciones necesarias para su funcionamiento óptimo son poco comunes en áreas urbanas, ya que requieren una fuente abundante de agua subterránea y un nivel freático elevado.

¿El sistema de calefacción geotérmica le ayudará a ahorrar dinero?

El ahorro con un sistema de calefacción geotérmica depende en gran medida del tamaño del proyecto. Ningún sistema geotérmico es económico de instalar y dado que solo reduce el consumo en lugar de eliminarlo, la inversión realmente vale la pena en construcciones de mayor escala. Por esta razón, suele ser más adecuado para proyectos comerciales o residenciales de varias unidades.

Para una vivienda unifamiliar, el retorno de inversión solo sería viable si la casa es bastante grande y tiene un aislamiento deficiente. En muchos casos, especialmente en casas nuevas de tamaño moderado, invertir en eficiencia energética ofrecería mejores resultados si se destinara a la retención del calor. Mejorar ventanas, aumentar el aislamiento en una nueva construcción, aislar las paredes exteriores durante una remodelación o usar mejores cintas y membranas para sellado hermético pueden generar ahorros más significativos.

En términos de costos, instalar un sistema geotérmico en una casa promedio de unos 185 m² (2000 pies²) puede superar los $30,000, lo que se traduce en un ahorro mensual de aproximadamente el 50% en la factura de calefacción. Sin embargo, el tiempo de recuperación de la inversión es demasiado largo para que sea una opción competitiva en la mayoría de las viviendas, a menos que se trate de hogares con un consumo extremadamente alto o en casos donde la caldera o el horno necesiten ser reemplazados.

Por otro lado, invertir unos $25,000 (o incluso menos) en mejorar el aislamiento térmico de la vivienda podría reducir los costos de calefacción en un 70% u 80%, o incluso más. La energía geotérmica es una excelente tecnología a nivel global, pero en hogares con aislamiento deficiente, destinar el presupuesto a mejorar la eficiencia térmica o combinarlo con bombas de calor de alto rendimiento puede ser una alternativa mucho más rentable.