Geotermia somera en edificación urbana

Contenido

1. Módulo 1

   3 temas

   Fundamentos de la termodinámica del terreno

   Definición de la geotermia de muy baja entalpía y el comportamiento térmico del subsuelo como masa activa.

   1. 1.1

      La inercia térmica del subsuelo

      Definir con precisión el concepto de geotermia somera y la estabilidad térmica del terreno frente a la oscilación aérea.

   2. 1.2

      Evolución histórica del intercambio térmico

      Trazar la genealogía desde las estructuras hipogeas tradicionales hasta las bombas de calor geotérmicas modernas.

   3. 1.3

      Propiedades termofísicas del suelo

      Analizar la conductividad y difusividad térmica según la composición geológica.

2. Módulo 2

   3 temas

   Fundamentos de la termodinámica del terreno

   Definición de la geotermia de muy baja entalpía y su relación con la inercia térmica del subsuelo urbano.

   1. 2.1

      Definición y física de la geotermia somera

      Comprender el principio de estabilidad térmica del subsuelo y su potencial como foco de intercambio energético.

   2. 2.2

      Evolución histórica del intercambio de calor con el suelo

      Trazar la genealogía desde las estructuras enterradas vernáculas hasta las bombas de calor geotérmicas modernas.

   3. 2.3

      El subsuelo como infraestructura energética urbana

      Analizar la capacidad del terreno en entornos densos para actuar como batería térmica a escala de edificio.

3. Módulo 3

   4 temas

   Evaluación del potencial y diseño del sistema

   Criterios para dimensionar captadores verticales en entornos urbanos densos.

   1. 3.1

      Test de Respuesta Térmica (TRT)

      Interpretar los resultados de un TRT para determinar la capacidad de intercambio real del emplazamiento.

   2. 3.2

      Configuración de pozos verticales

      Evaluar el trade-off entre profundidad, número de sondas y separación para evitar interferencias térmicas.

   3. 3.3

      Integración con la bomba de calor

      Analizar la eficiencia (COP/EER) en función de las temperaturas de impulsión y retorno del terreno.

   4. 3.4

      Balance térmico anual del terreno

      Comprender la importancia de la regeneración del foco térmico para evitar el agotamiento del recurso a largo plazo.

4. Módulo 4

   4 temas

   Evaluación del potencial y caracterización del sitio

   Criterios para determinar la viabilidad técnica y capacidad de intercambio de calor según la geología local.

   1. 4.1

      Propiedades térmicas del terreno y conductividad

      Identificar los parámetros geológicos que dictan la eficiencia de un pozo vertical.

   2. 4.2

      El test de respuesta térmica (TRT)

      Evaluar la importancia de la medición 'in situ' para el dimensionado preciso del campo de captación.

   3. 4.3

      Hidrogeología y presencia de niveles freáticos

      Analizar cómo el flujo de agua subterránea altera la capacidad de regeneración térmica del pozo.

   4. 4.4

      Limitaciones normativas y afecciones en entorno urbano

      Identificar los conflictos de uso del subsuelo y las restricciones legales en la edificación consolidada.

5. Módulo 5

   5 temas

   Arquitectura y territorio: casos de estudio

   Análisis de obras donde la geotermia define la lógica constructiva y energética del proyecto.

   1. 5.1

      Museo de Arte de Zúrich (Chipperfield)

      Analizar el uso de pilotes termoactivos como cimentación y sistema de captación simultáneo.

   2. 5.2

      Sede de la Fundación Botín (Renzo Piano)

      Evaluar la integración de sistemas geotérmicos en entornos costeros y su relación con el nivel freático.

   3. 5.3

      Viviendas sociales en Vallecas (EMVS)

      Estudiar la viabilidad económica y técnica de la geotermia centralizada en edificación residencial colectiva.

   4. 5.4

      Ampliación del Museo del Prado (Foster + Rubio)

      Analizar los retos de implementar pozos geotérmicos en contextos de patrimonio histórico y alta densidad urbana.

   5. 5.5

      Sustainable City en Dubái

      Explorar el comportamiento de la geotermia somera en climas áridos y su eficiencia en refrigeración.

6. Módulo 6

   5 temas

   Componentes y diseño del sistema de captación

   Detalle técnico de los elementos que componen los pozos verticales y su integración en el proyecto arquitectónico.

   1. 6.1

      Configuración de pozos verticales y sondas

      Diseñar la geometría y disposición de las sondas en U simple o doble según el espacio disponible.

   2. 6.2

      Fluidos caloportadores y materiales de relleno

      Seleccionar morteros de inyección y fluidos que aseguren el contacto térmico y la protección ambiental.

   3. 6.3

      Bombas de calor geotérmicas (BCG): Tipologías y rendimiento

      Entender la relación entre la temperatura del foco y el COP de la máquina en régimen de calefacción y refrigeración.

   4. 6.4

      Dimensionado y balance energético anual

      Calcular la longitud total de perforación basándose en el equilibrio entre extracción e inyección de calor.

   5. 6.5

      Sistemas híbridos: Combinación con aerotermia y solar

      Evaluar los trade-offs entre sistemas puros y combinados para optimizar el coste de inversión (CAPEX).

7. Módulo 7

   4 temas

   Detalles constructivos y ejecución

   La realidad física de la perforación, el encamisado y la conexión con el edificio.

   1. 7.1

      Sistemas de perforación y encamisado

      Identificar los métodos de perforación adecuados según el tipo de roca o suelo y las restricciones de espacio.

   2. 7.2

      Materiales y fluidos caloportadores

      Seleccionar materiales para sondas (PE-RC) y tipos de morteros de sellado para garantizar la transferencia térmica.

   3. 7.3

      La sala técnica y el colector

      Diseñar la transición entre el campo de captación exterior y la distribución interior del edificio.

   4. 7.4

      Patologías y fallos comunes

      Analizar errores críticos en el diseño y ejecución que comprometen la vida útil del sistema.

8. Módulo 8

   5 temas

   Integración en obras de arquitectura

   Análisis de casos de estudio y estrategias de implementación en edificios de diversa tipología.

   1. 8.1

      Sede de la Fundación Francisco Giner de los Ríos (Madrid)

      Analizar la integración de geotermia en un entorno de rehabilitación y patrimonio con espacio limitado.

   2. 8.2

      Vivienda colectiva y geotermia: El proyecto de la calle Pradillo

      Estudiar la gestión de la demanda térmica en edificios residenciales de alta densidad.

   3. 8.3

      Edificios de oficinas: El caso del Crystal Tower (Madrid)

      Explorar el uso de la geotermia en rascacielos y su impacto en la certificación energética.

   4. 8.4

      Geotermia en equipamientos públicos: Bibliotecas y centros culturales

      Evaluar el uso de la inercia del terreno en edificios con perfiles de uso intermitente.

   5. 8.5

      Estructuras termoactivas: Pilotes geotérmicos

      Diferenciar entre pozos de perforación y el aprovechamiento de la cimentación estructural como captador.

9. Módulo 9

   3 temas

   Criterios de decisión y viabilidad

   Análisis crítico de la geotermia frente a otras fuentes renovables y su aplicación contemporánea.

   1. 9.1

      Límites y tensiones del sistema

      Contrastar las limitaciones de la geotermia (coste inicial, espacio) frente a la aerotermia en proyectos urbanos.

   2. 9.2

      Análisis de Ciclo de Vida (ACV) y ROI

      Calcular el retorno de inversión y el impacto ambiental comparado de un sistema geotérmico.

   3. 9.3

      Criterios de evaluación de proyecto

      Establecer una lista de comprobación para validar la idoneidad de la geotermia en la fase de anteproyecto.

10. Módulo 10

    3 temas

    Crítica, mantenimiento y viabilidad económica

    Análisis crítico de la tecnología, su ciclo de vida y criterios de decisión para el proyectista.

    1. 10.1

       El riesgo de agotamiento térmico del terreno

       Identificar los problemas derivados de un diseño desbalanceado y la pérdida de rendimiento a largo plazo.

    2. 10.2

       Análisis de costes: CAPEX vs OPEX en sistemas geotérmicos

       Comparar la inversión inicial frente a los ahorros operativos y periodos de retorno en diferentes climas.

    3. 10.3

       Criterios de evaluación y selección de sistema

       Establecer una matriz de decisión para elegir geotermia frente a otras alternativas renovables.