El próximo 14 de julio la Escuela de Ingeniería Minera e Industrial de Almadén cumplirá 243 años de existencia y desde entonces no ha dejado de reinventarse y estar a la vanguardia de la ingeniería, adaptándose a los nuevos tiempos en los campos de la docencia y la investigación, incluso en algunos casos adelantándose a los momentos que la sociedad actual comienza a vivir, preocupada por un cambio en la generación de la energía, donde las energías renovables juegan un papel fundamental dentro de la sostenibilidad ambiental, pues puede presumir de ser pionera en la Universidad de Castilla La Mancha y contar, desde el año 2012, con un edificio (Casiano de Prado) cuyo sistema de climatización está basado el 100% en energías renovables.
El compromiso de esta Escuela con la eficiencia energética y las energías renovables es total, pues no en vano, la instalación es un banco de ensayos a escala real en sistemas de climatización basado en geotermia, que sirve para la realización de I+D aplicada en colaboración con el alumnado del centro.
La instalación
Ésta comienza con el campo de captación geotérmica, compuesto por una configuración de 18 sondas geotérmicas verticales muy variables colocadas en el subsuelo del edificio a través de sondeos y que constituyen el primer eslabón del banco de ensayos.
Los sistemas de distribución de la energía térmica utilizados en el edificio Casiano de Prado son los sistemas radiantes/refrescantes en suelo y techo, con el objeto de poder realizar distintos ensayos y estudiar los diferentes comportamientos de estos sistemas combinados con el otro sistema instalado, la ventilación por desplazamiento, e incluso analizar el comportamiento de ambos sistemas funcionando simultáneamente.
Para combatir las cargas latentes (carga latente por ocupación, carga latente transmitida por infiltraciones de aire exterior, etc.,) se utilizan sistemas de renovación de aire. El Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificación, exige la existencia de una renovación de aire en función de la actividad y del número de personas que pueda albergar la edificación en cuestión. En el caso del edificio Casiano de Prado de la EIMIA, la necesidad está alrededor de 4.600 m3/h de aire de renovación.
Para la realización de dicha renovación, se utiliza el sistema de ventilación por desplazamiento que consiste en impulsar aire a muy baja velocidad (inferior a 0,5 m/s) y a temperatura moderada (19ºC) durante todo el año, de forma que la lámina de aire llega hasta el suelo, se difunde, y son las propias personas, los equipos, etc., los que hacen que ese aire se mueva, eliminando las cargas latentes y saliendo de la estancia por diferencia de temperaturas (HERNANDEZ, G, 1973), (STOECKER, W, 1965).
Siguiendo la filosofía investigadora con la que se concibe la instalación, existe la posibilidad de trabajar a caudal constante o caudal variable en las diferentes estancias con el objeto de analizar el ahorro energético conseguido al usar sistemas de caudal variable frente a sistemas de caudal constante.
Para cubrir las necesidades de Agua Caliente Sanitaria del edificio, se utiliza un sistema de precalentamiento mediante energía geotérmica (calentando hasta los 40ºC) y se termina de calentar en unos termos eléctricos que hay previstos en cada uno de los núcleos de baños. Este sistema de precalentamiento es solamente válido en los meses de invierno, cuando la instalación geotérmica está funcionando en modo calor.
El corazón de la instalación del edificio se encuentra en la sala técnica, ya que es el lugar donde confluyen el campo de captación geotérmica, las acometidas a los sistemas de distribución de energía, la bomba de calor geotérmica, el tanque de inercia para evitar arranques innecesarios de la bomba de calor geotérmica, el depósito de ACS, y el sistema de control mediante PLC.
El sistema de control de este tipo de instalaciones es fundamental, ya que por muy eficiente que sea una instalación, si el sistema de control no funciona de forma correcta, la instalación se verá afectada, y como consecuencia de ello su eficiencia reducida. Éste está totalmente centralizado por medio de un sistema de control BMS (Biulding Management System), el cual, en función de la estrategia de control definida, actúa sobre cada uno de los elementos de control, con el objeto de optimizar el rendimiento de la instalación de climatización. Además, toda esta información, se encuentra monitorizada en un ordenador para poder tener la información de forma más visual.
Uso de las instalaciones para investigación y docencia
Teniendo en cuenta las instalaciones de las que el edificio Casiano de Prado está dotado y de acuerdo con las posibilidades que el diseño inicial de la instalación ofrece, hoy es posible realizar investigación en las siguientes temáticas:
- Estudio detallado de los diferentes sistemas de captación geotérmica, buscando la configuración óptima de captación vertical.
- Análisis del comportamiento de bombas de calor aire-agua o agua-agua durante periodos de tiempo prolongados con una carga real que en este caso es el edificio.
- Estudio detallado de los diferentes sistemas radiantes, combinación entre ellos y combinación de estos sistemas con el sistema de ventilación.
- Estudio de los sistemas de caudal constante y caudal variable en unidades de tratamiento de aire. Influencia de los diferentes componentes (recuperador entálpico, humectador adiabático, variador de frecuencia, etc.,) en el rendimiento total del sistema.
- Obtención de certificaciones energéticas de edificios (Calener, LEED, etc.,) y posible desarrollo sistema de certificación para sistemas renovables.
- Estudio sistemas de bombeo caudal constante frente a caudal variable.
- Monitorización total de la instalación, recogida de datos y análisis de resultados.
En la Escuela de Ingeniería Minera e Industrial de Almadén se realiza una investigación aplicada, útil para la sociedad y el tejido empresarial, cercana y directa para ser empleada en el mundo de la edificación y en todas las empresas del sector de la climatización.
Por otro lado, la existencia de estas instalaciones, permite la participación directa de los alumnos, pues tienen la posibilidad de conocer directamente y en detalle, este tipo de tecnologías funcionando con aplicaciones reales, a la vez que tienen la posibilidad de participar en proyectos de I+D y elaboración de trabajos fin de grado.
El compromiso de la EIMIA con las energías renovables
En los momentos actuales se debate en España sobre la puesta en marcha de una Ley de Cambio Climático y Transición Energética con el fin de alcanzar la neutralidad climática a no más tardar del año 2050.
Es un momento crucial para estar posicionado en el ámbito de la transición energética, ya que ésta, está llamada a jugar un papel importante en el proceso de recuperación económica frente al COVID-19, porque se va a convertir en una fuerza motriz determinante para generar actividad económica y empleo a corto plazo, siendo la universidad una de las piezas claves para este nuevo reto.
Dentro de la universidad, la Escuela de Ingeniería Minera e Industrial de Almadén deberá jugar un papel importante, porque no solo aporta compromiso real con el medioambiente, sino conocimiento y experiencia con resultados tangibles que pone al servicio de la sociedad en el campo de las energías renovables. Sus proyectos de aprovechamiento de la energía geotérmica pueden servir para poner en valor los recursos propios de los territorios como los de Castilla La Mancha. Proyectos que llevan implícito un marcado interés social e innovador con baja huella de carbono, que además pueden ser un referente en el desarrollo de nuevos proyectos energéticos.
La Escuela de Ingeniería Minera e Industrial de Almadén se reinventa constantemente y sigue sus señas de identidad desde su fundación en 1777, poniendo al servicio de la sociedad y el medioambiente su conocimiento y compromiso.
