geotérmica

De Madrid al suelo

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Madrid Subterra es una asociación sin ánimo de lucro, integrada por organizaciones públicas y privadas, cuyo objetivo es "promover la exploración y explotación del potencial de energía limpia y renovable del subsuelo de Madrid". Madrid Subterra convocó hace unos meses el I Concurso de Ideas y Proyectos para la Exploración y Explotación del Subsuelo Urbano y falló ayer sus premios, concretamente once proyectos e ideas de negocio "en tres categorías: estudiantes y doctores; emprendedores; y empresarios". [En la imagen, los premiados].
De Madrid al suelo

La asociación Madrid Subterra ha premiado once de las 26 propuestas presentadas a su I Concurso de Ideas y Proyectos para la Exploración y Explotación del Subsuelo Urbano. Los ganadores presentaron en público, en el Palacio de Cibeles, ayer por la tarde, sus proyectos, y recogieron a continuación sus premios en un acto que ha estado presidido por Luis Cueto, coordinador general de la Alcaldía del Ayuntamiento de Madrid. Cueto ha agradecido a los socios de Madrid Subterra -empresas, colegios profesionales y administración- por apoyar esta iniciativa y ha felicitado a los premiados -investigadores, emprendedores y empresarios- por los trabajos presentados: "sacáis oro del subsuelo -ha dicho-, y, desde el Ayuntamiento de Madrid nos encanta ser la levadura de la innovación". Por su parte, el Vicepresidente de Madrid Subterra, Antonio Gutiérrez Canalejo, ha señalado que el Concurso de Ideas y Proyectos "tiene voluntad de continuidad", por lo que en 2016, y más pronto que tarde -ha dicho-, la asociación lanzará la convocatoria de la segunda edición.

Alta calidad
Madrid Subterra ha decidido, "por su alta calidad", repartir a partes iguales la cantidad de 9.000 euros (€) destinada a la categoría de tesis doctorales entre las tres tesis que se presentaron al Concurso (3.000 € de premio a cada una de ellas). En el caso de los proyectos de fin de carrera y fin de grado, dos han sido las propuestas galardonadas con sendos premios de 1.500 €. En la categoría de proyectos emprendedores, tres propuestas acceden al programa de formación y aceleración de la idea de negocio, tras el cual dos serán seleccionadas para el proceso de incubación. Ambas etapas están financiadas por Madrid Subterra, con un presupuesto de 38.000 €, y gestionadas por el Ayuntamiento de Madrid. Tres han sido también los proyectos premiados en la categoría reservada para iniciativas empresariales con un mayor grado de madurez. En este caso, la asociación ofrece a los premiados participar de manera prioritaria en todas sus actividades (charlas, seminarios, congresos, etcétera) y dar a conocer el proyecto en la sociedad. A tal fin, se organizará una jornada monográfica para que estos tres proyectos sean presentados con detalle a los socios de Madrid Subterra y a otras empresas del sector.

En 2016, la segunda edición del premio
El II Concurso de Ideas y Proyectos, que se convocará en 2016, "seguirá apostando por la investigación y la innovación del conocimiento y las experiencias en el aprovechamiento energético del subsuelo". La asociación explica que "la temática, de nuevo, estará abierta a todas las materias, tecnologías, dispositivos y sistemas relacionados con el potencial de energía subterráneo: geotermia; recuperación energética de las redes de distribución; recuperación energética de infraestructuras de transporte, sistemas estructurales y sistemas de calefacción y refrigeración de barrio, entre otras". Madrid Subterra se constituyó como asociación público-privada sin ánimo de lucro el uno de octubre de 2014 "con la finalidad de promover la exploración y explotación del potencial de energía limpia y renovable del subsuelo de Madrid". Los objetivos de la asociación son "dar a conocer el potencial energético del subsuelo urbano, generar un banco de conocimiento sobre las ideas y proyectos que se desarrollan nacional e internacionalmente en este ámbito, y estimular y atraer el talento, las ideas, los proyectos, el emprendimiento y la inversión hacia la exploración y explotación de la energía subterránea en Madrid".

Ganadores Concurso Madrid Subterra 2015
Categoría I - Proyectos fin de carrera
1. Modelo matemático homogéneo e isótropo para la operación de sistemas y optimización de sistemas ACAES
Héctor Burgueño Rueda
El almacenamiento adiabático de energía en forma de aire comprimido (acaes en inglés), consta básicamente de un almacén de aire presurizado (caverna), un compresor para la inyección de aire a presión, un almacén térmico donde almacenar el calor generado por la compresión y una turbina para el aprovechamiento de la energía almacenada. Como ejemplo, el excedente de potencia de origen renovable es empleado en la compresión de aire para presurizar una caverna. El aire es desprovisto del calor portante antes de ser almacenado, acumulándolo en el almacén térmico. Cuando la red requiere potencia, el aire presurizado recupera el calor almacenado en el almacén térmico para transformar su energía termodinámica en potencia mecánica útil en la turbina. Este sistema acaes, y en concreto el acoplamiento de los dos almacenes (caverna y almacén térmico), ha de ser optimizado para el mayor rendimiento tanto termodinámico como económico; cuestiones a las que se responde en el trabajo expuesto.

2. Aplicaciones de automatización industrial en Smart Cities (Capítulo gestión de aguas)
Francisco José Álvaro González
El proyecto Urban Watergy propone un modelo de aprovechamiento del binomio agua-energía de las ciudades mediante el uso de centrales hidroeléctricas reversibles de varias etapas, superando la tradicional, formada por dos etapas con un embalse superior e inferior, permitiendo la adaptación del concepto de central reversible a las características de una ciudad inteligente, con uso intensivo de elementos de automatización, control y análisis de datos. Las etapas de estas centrales estarían formadas por elementos de la red de aguas pluviales y residuales y por depósitos intermedios de una torre central hacia donde se bombearía el agua con la energía sobrante de fuentes renovables y convencionales en horas valle de consumo. Entre sus ventajas están la integración del tratamiento de agua en el ciclo de bombeo y el ahorro en infraestructuras de transporte y transformación, al estar la central en el entorno cercano de la ciudad.

Categoría I – Tesis
3. Determinación de la conductividad y la difusividad térmicas del subsuelo a través de sondeos, con fines geotérmicos
Desirée Arias Penas
Debido al auge de las energías renovables, cada día se incrementa el número de instalaciones geotérmicas someras. Hay tres parámetros básicos a la hora de diseñar una instalación de este tipo: la difusividad y la conductividad térmica del subsuelo y la resistencia térmica del sondeo geotérmico. En esta tesis se pretende establecer un método para determinar estos parámetros in situ, ya que un conocimiento adecuado de los mismos garantiza la eficacia a largo plazo de este tipo de instalaciones. Para la determinación de los parámetros anteriores, se ha perforado un sondeo geotérmico de investigación, llamado Q-Thermie-Uniovi, el cual se ha instrumentado con sensores de temperatura que han proporcionado los datos con los que se han obtenido los resultados de la tesis doctoral.

4. Contribución a la mejora del sistema de refrigeración de CTs de interior por aprovechamiento de las canalizadoras eléctricas subterráneas y una idónea ubicación de equipos en la instalación
Pedro Manuel del Rosal Cimadevilla
La refrigeración de instalaciones eléctricas (centros de transformación, principalmente), así como cualquier tipo de instalaciones industriales (incluso podríamos añadir viviendas), es un requisito básico para un correcto funcionamiento de dicha instalación industrial, así como para un mantenimiento adecuado de la vida útil de los equipos alojados en su interior de acuerdo a lo esperado. En muchas de estas instalaciones, el sistema por excelencia suele ser la ventilación forzada, calculada a partir de las renovaciones hora que para una temperatura de entrada de aire determinada se requiere para el fin deseado. En climas cálidos, como el nuestro, especialmente en el verano, la refrigeración por aire forzado resulta especialmente complicada por las condiciones ambientales externas, debido a las altas temperaturas que se alcanzan, por lo que se utiliza de forma masiva los sistemas de bomba de calor o aire acondicionado. Sistemas que, si bien eficaces, consumen una cantidad muy importante de energía para el enfriamiento del aire y requieren de un mantenimiento intensivo, lo que se traduce en costes altos. El uso de la energía geotérmica de muy baja intensidad, presente en el subsuelo a partir de un metro de profundidad, permite un tratamiento del aire exterior antes de ser utilizado para la refrigeración, incluso en las condiciones más duras. El uso del aire pre-tratado de esta forma puede ser directo, como aire de refrigeración directamente impulsado a la instalación a refrigerar; o indirecto, como aire de intercambio con el climatizador o bomba de calor, aumentando el rendimiento de forma considerable. Se consigue de este modo una solución de refrigeración o climatización eficaz y medioambientalmente sostenible.

5. Evaluación del comportamiento mecánico de estructuras de hormigón armado utilizadas como elementos termoactivos
Inmaculada Martínez Pérez
La investigación de esta tesis analiza el alcance de los efectos producidos en las estructuras de hormigón armado de los edificios que se utilizan como suelos o techos radiantes, tanto para calefacción como para refrigeración, activándolos térmicamente colocando en el interior de las losas, antes de hormigonarlas, tubos de polietileno por los que circula agua a temperaturas moderadas (de dieciocho a treinta grados Celsius, 30ºC). Esta tecnología permite utilizar energía térmica gratuita y disponible para todos, ya que en el subsuelo encontramos una temperatura estable en todo el planeta a una profundidad de 15 metros, que no difiere mucho de las temperaturas de confort en los edificios (20 a 25ºC). Concluyendo, después de analizar los ensayos realizados, que las pérdidas de resistencia provocadas por este incremento de temperatura en ningún caso supera el 20%.

Categoría II
6. Generación de electricidad mediante la conversión de energía mecánica residual de procesos gravitacionales a través de materiales piezoeléctricos
Equipo: Manuel Otero MArtín, Diego Davoise Poto y Sergio Cristiá Abad
El proyecto se basa en el aprovechamiento de energía residual generada por usuarios o convoyes de Metro, mediante la compresión de materiales piezoeléctricos. La primera fase del proyecto consiste en la instalación de baldosas con tecnología piezoeléctrica en puntos estratégicos de estaciones (tornos de entrada y salida, accesos) de Madrid para, así, aprovechar la energía producida por la compresión generada por los pasos de los usuarios. La segunda fase incluye la instalación de elementos piezoeléctricos en las traviesas de las vías de metro para, de nuevo, aprovechar la energía generada por el pandeo de las vías, producido por el paso de convoyes de metro. La tercera fase se enfoca en el desarrollo de un sistema mecánico que transmite lateralmente el pandeo de la vía al elemento piezoeléctrico, suprimiendo el coste que conlleva la instalación del elemento piezoeléctrico en la traviesa. De esta forma se estima una producción de 3,4 gigavatios al año mediante las baldosas con tecnología piezoeléctrica en una estación tipo Vodafone-Sol, y 94 gigavatios por año y kilómetro mediante los elementos piezoeléctricos de las vías de Metro.

7. Reutilización de túneles ferroviarios abandonados como zonas para el almacenamiento de aguas de infiltración
Equipo: Jesús Fernández Fernández, Roberto Carlos Montero González, Alejandro García Valverde, José Esteban Rodríguez Alonso
El proyecto surge a raíz de los problemas generados por el agua en túneles ferroviarios subterráneos que ocasionan alteraciones de los materiales del revestimiento, fisuras, filtraciones, etc. Para solucionarlo, se recurre a su captación y a una conducción por gravedad mediante canaletas y/o mediante bombeos y devueltas a las redes de saneamiento. La solución por bombeo conlleva un consumo energético de forma continuo y no se elimina el problema, ya que el agua subterránea, si no hay alteraciones en el macizo rocoso, no varía su trayectoria, favoreciendo de forma indefinida la aparición de sugencias subterráneas en épocas de lluvia o incluso de riego en la superficie. Por otro lado, el desagüe a las redes de saneamiento provoca un aumento del volumen de agua que las EDARs (Estaciones de Depuración de Aguas Residuales) deben de tratar y, de nuevo, hay un consumo energético más que estas plantas deben de aportar para tratar cuando, en realidad, el agua de infiltración tiene poca o nula afección como agua residual ya que proviene de un macizo rocoso.

8. GeoCooling Parking
Daniel Trisant Montal
Alrededor del transporte refrigerado en España gira una importante actividad económica. Para mantener los productos en óptimas condiciones, a través de la red de carreteras europeas se confía en los equipos de refrigeración de los mismos remolques. Estos equipos, en su gran mayoría, se basan, por su gran eficiencia, en el sistema de bomba de calor.
GeoCooling Parking aporta a estos equipos la posibilidad de engancharse a una sonda geotérmica vertical en los momentos de descanso, paradas, carga/descarga del camión, aumentando un 400% la eficiencia del sistema. GeoCooling Parking también facilitará la incorporación de esta tecnología de climatización renovable a las áreas de servicio, hoteles, etcétera, al poder dar un doble servicio a las sondas geotérmicas.

Categoría III
Personas físicas
9. Generar energía eólica en los túneles
Francisco José Martín Bugarin
Gracias a este proyecto podremos generar energía eléctrica aprovechando la corriente generada por el desplazamiento de los convoyes en túneles de metro o tren, utilizando el mismo efecto que se utiliza ahora solo para la ventilación. Esta misma corriente es la que levantó la falda de Marilyn Monroe en la archiconocida escena de “La tentación vive arriba”. Para ello, se utilizarán aerogeneradores casi planos y con un tamaño reducido, de 10 centímetros como máximo. Estos se colocarán en los túneles, estaciones o conductos de ventilación. Cualquier sitio donde exista una corriente de aire. Su flexibilidad y sencillez hará que instalarlos sea un proceso rápido y cómodo, pudiendo tener una planta, sea cual sea su dimensión, en muy pocos meses desde la marcha del proyecto. Por ejemplo, si utilizamos un tramo como el que va desde las estaciones de Alonso Martínez a Gregorio Marañón del Metro de Madrid, necesitaríamos unos 100.000 aerogeneradores. En total, este tramo generaría solo en las horas punta 250 kilovatios al día, el consumo de 25
hogares en un año.

Categoría III
Personas jurídicas
10. Madrid Río de Energía Renovable (Madre)
Desarrollos energéticos locales SL
Madrid Rio de Energía Renovable supone cambiar las energías fósiles de un 2,5% de los habitantes de la ciudad. Consiste en una red de calor y frío para todos los edificios del suroeste de la ciudad (La Florida, Ciudad Universitaria, Argüelles, Moncloa...). La energía se produce con geotermia y biomasa y la central está situada en la zona desocupada de la Casa de Campo, al lado del Puente de los Franceses, integrada-enterrada en el terreno, casi ausente. La producción de frío tiene una potencia de doce megavatios (12 MW); la de calor, 50 MW; y la eléctrica, 20 MW, mediante fotovoltaica situada en las cubiertas de los edificios. La inversión estimada en todas sus fases es de 50 millones de euros. El proyecto ha sido desarrollado por Apricot Ingeniería y por Desarrollos Energéticos Locales, promotora de redes de calor y frío.

11. Nuevo sistema DCL en Madrid Subterra
Itecon Ingeniería y Construcción SL
El nuevo sistema DCL (Dynamic Closed Loop) es un sistema de captación de energía geotérmica de anillo cerrado mucho más económica y eficiente que los sistemas conocidos hasta el momento. Está compuesto de una sonda geotérmica instalada en una perforación que previamente ha sido entubada hasta unos metros más abajo del nivel del acuífero, del cual se capta el agua a una temperatura fija todo el año mediante una mini bomba sumergida, y se hace pasar por el interior de la sonda, cediendo toda la energía a la red de microtubos que circula por el interior de la misma. Una vez cedida toda la energía, el agua es devuelta de nuevo al mismo acuífero en un punto más alto del mismo. La energía cedida a los microtubos es captada por la bomba de calor mediante un anillo cerrado, la cual cederá la energía a nuestro edificio para diferentes usos. Las ventajas: hasta 70% menos de espacio requerido, hasta 70% menos de conste de instalación, gran potencia por perforación y ampliación en potencia con la misma instalación.

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