Una duda sobre el uso del calor del a superficie de la tierra mediante bombas de calor geotérmicas es, si ese calor realmente es renovable, es decir, si se agota cuando lo usamos durante mucho tiempo. En Suiza, donde ya hace muchos años se utilizan las bombas de calor geotérmicas para calefacción (y la mayoría de los edificios nuevos utiliza esa tecnología) se hizo un estudio sobre este tema, encargado por la oficina federal de energía (
http://www.hetag.ch/huber/download/geotherm.pdf).
El flujo de calor desde el interior de la tierra (la geotermia clásica) es de aproximadamente 0,57kWh/m^2 y año. Una vivienda unifamiliar típica requiere 8000kWh/año de calor geotérmico; para satisfacer esta demanda con calor desde el interior de la tierra, se necesitaría una superficie de captación de 14 000 m^2, lo que obviamente no es realista.
En mediciones de una sonda geotérmica se ha podido mostrar que durante los primeros 4 años de funcionamiento, sólo el 8% del calor extraído proviene del flujo de calor geotérmico y el 68% es calor almacenado en la roca. ¿Entonces no es renovable?
Mediante modelos, se ha calculado que para una sonda geotérmica existe un tiempo característico después del cual se llega a un estado estacionario, es decir que a lo largo del año, toda la energía que se extrae de la roca está remplazada por flujos de calor dentro de la tierra. En este estado, 15% del calor proviene del interior de la tierra y 85% proviene de la superficie, del sol que calienta el suelo.
Para que se establezca este equilibrio, la temperatura de la tierra alrededor de la sonda ha de bajar en comparación a la temperatura inicial (antes de que existiera la sonda). La cantidad del descenso de temperatura depende del tamaño de la sonda, la conductividad de la roca y la cantidad de calor que se extrae. En un ejemplo que se ha calculado en el estudio, la temperatura baja de
11,5ºC a
7,68ºC después de
32 años y a
7,35ºC después de
234 años, cuando ya se ha llegado al estado estacionario.
En el cálculo también se puede ver que una segunda sonda a una distancia de 30 m de la primera reduce la temperatura a
7,45ºC después de
32años y a
7,18ºC después de
234 años. Si esta segunda sonda solamente tiene una distancia de 5 m, entonces la temperatura se reduce a
6,58ºC después de
32 años y a
6,33ºC después de
234 años.También hay que tener en cuenta que cada sonda adicional cerca de la primera reduce la temperatura más. Si por ejemplo una sonda a 5 m de distancia reduce la temperatura en 1ºC adicional, dos sondas en una distancia de 5 m la reducen en 2ºC. Si pensamos en campos de sondas con muchos sondas este efecto puede bajar mucho la temperatura, siempre que no se utiliza las sondas también para disipar calor en verano.
Como conclusión, se puede ver que la energía que se extrae de la superficie de la tierra se renueva de forma natural. Teniendo en cuenta que en España, las sondas geotérmicas en muchas ocasiones también se utilizan para disipar calor en verano, menos riesgo hay que a lo largo del tiempo se "acabe" el calor que extraemos.
