El Real Instituto de Tecnología de Suecia revoluciona la climatización con bombas de calor geotérmicas
El campus del Real Instituto de Tecnología de Suecia, donde se investiga una nueva generación de bombas de calor geotérmicas.
Una nueva era para la geotermia residencial
Las bombas de calor geotérmicas están viviendo una transformación tecnológica gracias a instituciones como el Real Instituto de Tecnología de Suecia (KTH). En un momento en el que la rehabilitación energética se ha vuelto crucial, este centro propone una solución híbrida e innovadora.
KTH ha diseñado un sistema multifuente que combina geotermia residencial, paneles solares fotovoltaicos-térmicos (PVT) y refrigeración pasiva libre (free cooling). Esta sinergia permite regenerar térmicamente el subsuelo, reduciendo la profundidad de los pozos necesarios para la climatización y aumentando la eficiencia del sistema.
Las simulaciones del estudio de KTH demuestran que esta combinación puede disminuir en un 66,6 % la longitud de los pozos geotérmicos necesarios, lo que se traduce en un sistema más compacto, rentable y sostenible.
☀️ ¿Qué son los paneles solares fotovoltaicos-térmicos (PVT)?
Los paneles PVT son dispositivos solares híbridos que generan electricidad y calor a partir del sol de forma simultánea. Integran una célula fotovoltaica (que convierte la luz solar en electricidad) y un colector térmico (que absorbe el calor residual).
- Este calor térmico puede ser transferido a un sistema geotérmico o al agua caliente sanitaria.
- En el caso del KTH, los paneles PVT ayudan a inyectar calor al subsuelo, lo que mantiene una temperatura más estable durante el invierno y mejora el rendimiento de las bombas de calor geotérmicas.
- A la vez, actúan como sistema de refrigeración pasiva en verano, extrayendo calor del edificio y disipándolo al ambiente exterior.
Esta tecnología PVT resulta ideal para instalaciones donde el espacio es limitado y se desea maximizar el uso de renovables.
¿Qué es el free cooling o refrigeración pasiva libre?
El free cooling (o refrigeración pasiva libre) es una técnica que permite refrigerar un edificio sin necesidad de consumir energía mecánica, como la que usan los compresores de los aires acondicionados convencionales. Se basa en aprovechar directamente el aire o el agua del entorno cuando su temperatura es inferior a la del interior del edificio.
En el caso del sistema desarrollado por el Real Instituto de Tecnología de Suecia (KTH), el free cooling se utiliza para extraer el calor del edificio y enviarlo al subsuelo durante los meses cálidos, aprovechando la diferencia de temperatura natural. Este proceso:
- Evita el uso de refrigeración activa, reduciendo el consumo eléctrico.
- Regenera térmicamente el subsuelo, lo cual es clave para mantener alta la eficiencia de las bombas de calor geotérmicas durante el invierno.
- Mejora el confort térmico de los espacios interiores de forma pasiva, sin ruidos ni emisiones.
Integrado junto a los paneles solares PVT y la climatización geotérmica, el free cooling convierte el sistema en una solución de climatización residencial multifuente altamente eficiente, perfecta para la rehabilitación energética de edificios que buscan reducir su dependencia energética y mejorar su sostenibilidad.
Comparativa: ¿Geotermia o aerotermia?
En un mercado saturado de propuestas, comparar tecnologías de climatización es clave para decidir. Frente a la aerotermia, que extrae calor del aire exterior, la geotermia aprovecha la temperatura constante del subsuelo (entre 7 °C y 21 °C en muchas regiones), lo que se traduce en un rendimiento constante a lo largo del año.
| Tecnología | Eficiencia (COP) | Coste instalación | Ventajas clave |
|---|---|---|---|
| Geotérmica (GSHP) | 3,5 – 5,5 | Alta | Eficiencia constante, silenciosa, duradera |
| Aerotérmica (ASHP) | 2,5 – 4,0 | Media | Instalación sencilla, buen rendimiento general |
| Caldera gas/gasóleo | ≈ 0,9 | Baja | Elevadas emisiones, poco eficiente |
Aunque el coste inicial de una bomba de calor geotérmica es más elevado debido a las perforaciones, los sistemas geotérmicos tienen una vida útil del doble que los aerotérmicos y una eficiencia superior. Según el Departamento de Energía de EE.UU., el retorno de la inversión se alcanza en 5 a 10 años gracias al ahorro energético.
Además, la climatización geotérmica es silenciosa, estable y compatible con otras renovables, como se ve en el innovador sistema del KTH.
¿Qué significa COP en climatización?
El término COP (Coefficient of Performance, o coeficiente de rendimiento) indica la eficiencia energética de una bomba de calor. Mide cuánta energía térmica útil genera el sistema por cada unidad de energía eléctrica que consume.
- Por ejemplo, un COP de 4 significa que por cada 1 kWh de electricidad, la bomba genera 4 kWh de calor o frío útil.
- A mayor COP, mayor eficiencia.
En sistemas geotérmicos, los COPs suelen estar entre 3,5 y 5,5, mientras que en aerotermia bajan en climas fríos. La climatización geotérmica mantiene COPs estables durante todo el año, gracias a la temperatura constante del subsuelo.
Bombas de calor geotérmicas en la rehabilitación energética de viviendas
La renovación energética de viviendas mediante bombas de calor geotérmicas ya es una realidad en múltiples proyectos europeos.
- En Alcobendas, el proyecto GEOTCASA (IDAE) reemplazó una caldera de gasóleo por una bomba geotérmica con COP de 4,4 en calefacción y 5,5 en refrigeración, reduciendo 5,5 toneladas anuales de CO₂.
- En Valladolid (2024), se han iniciado obras en el barrio de Arturo León para instalar geotermia con energía solar fotovoltaica en 126 viviendas sociales, un modelo pionero en España.
- En Barcelona, el estudio Straddle3 propuso una red de climatización geotérmica centralizada para vivienda pública, liberando cubierta para zonas comunes. Una solución replicable en toda la UE.
- En Austria y Finlandia, el proyecto europeo EXCESS ha demostrado que los edificios residenciales pueden convertirse en positivos en energía combinando geotermia, fotovoltaica y baterías.
Estas experiencias confirman que la climatización geotérmica no solo es viable en edificios nuevos, sino también en proyectos de rehabilitación a gran escala.
El futuro es geotermia + solar
El sistema propuesto por el KTH muestra cómo la sinergia entre energía solar y geotermia permite reducir costes y espacio requerido para las instalaciones. Además, se alinea con los objetivos del Pacto Verde Europeo y las estrategias de descarbonización del parque edificado.
Este enfoque multifuente, cada vez más replicado en edificios de energía positiva, representa una alternativa realista y escalable en zonas densamente pobladas donde el espacio es limitado.
Preguntas frecuentes (FAQ)
Es un sistema de climatización que utiliza la temperatura constante del subsuelo para calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria.
Mayor eficiencia, funcionamiento estable todo el año, menos mantenimiento y más silenciosa.
Sí, sobre todo si dispones de espacio exterior para perforar. Cada vez más edificios existentes se rehabilitan con geotermia.
Aunque el coste inicial es mayor, el retorno se alcanza en menos de una década y la eficiencia permite grandes ahorros a largo plazo.
Reduce la profundidad de los pozos y mejora el rendimiento gracias a la integración con paneles solares PVT y refrigeración pasiva.