Cómo funciona la geotermia: guía completa de la energía del subsuelo

Respuesta rápida: La geotermia aprovecha la temperatura estable del subsuelo —en torno a 10-18 °C durante todo el año en España— para climatizar edificios. Un circuito de tuberías enterrado capta ese calor mediante un fluido, y una bomba de calor geotérmica lo eleva hasta la temperatura útil para calefacción, refrigeración y agua caliente. Por cada kWh de electricidad consumido, el sistema entrega entre 4 y 5 kWh de energía térmica.

Qué es la geotermia y de dónde procede su energía

La geotermia es el aprovechamiento del calor almacenado en el subsuelo. A pocos metros de profundidad, la tierra actúa como una enorme batería térmica: acumula la energía del sol y mantiene una temperatura prácticamente constante durante todo el año, ajena a las variaciones del clima en superficie.

Conviene distinguir dos usos:

• Geotermia somera o de muy baja temperatura, la que se emplea para climatizar viviendas y edificios. Es la que trata esta guía.
• Geotermia profunda o de alta temperatura, que aprovecha el calor de yacimientos a gran profundidad para generar electricidad en centrales geotérmicas.

En el ámbito doméstico e industrial ligero, cuando hablamos de cómo funciona la geotermia nos referimos casi siempre a la primera: sistemas que combinan un intercambiador enterrado con una bomba de calor geotérmica.

El principio: la temperatura constante del subsuelo

La clave de la geotermia es sencilla. Mientras la temperatura del aire oscila entre bajo cero en invierno y más de 35 °C en verano, a partir de unos 5-10 metros de profundidad el terreno se estabiliza en torno a los 10-18 °C según la región, y se mantiene así durante todo el año.

Esa estabilidad es lo que hace tan eficiente al sistema:

• En invierno, el subsuelo está mucho más caliente que el aire exterior, por lo que extraer calor de él cuesta muy poca energía.
• En verano, ocurre lo contrario: el terreno está más fresco que el aire y sirve para evacuar el calor sobrante de la vivienda.

A diferencia de una bomba de calor de aire (aerotermia), que trabaja contra un aire exterior muy frío en los días de mayor demanda, la geotermia siempre parte de una temperatura templada y estable. De ahí su rendimiento superior.

Cómo funciona la geotermia paso a paso

Un sistema geotérmico completo se compone de tres elementos que trabajan en cadena.

1. La captación: el circuito enterrado

Es el intercambiador que pone en contacto el sistema con el terreno. Consiste en un circuito cerrado de tuberías de polietileno enterradas por las que circula un fluido caloportador (agua con anticongelante).

Ese fluido recorre el subsuelo, absorbe su calor y regresa a la bomba de calor unos grados más caliente. Es un ciclo continuo y cerrado: el mismo fluido circula una y otra vez sin consumirse.

2. La bomba de calor geotérmica

Es el corazón del sistema. Recibe el calor del terreno a baja temperatura y lo concentra hasta un nivel útil mediante un ciclo termodinámico de cuatro fases:

1. Evaporador. El calor que trae el fluido del subsuelo hace evaporar un refrigerante a baja presión.
2. Compresor. Comprime ese gas, elevando bruscamente su presión y, con ella, su temperatura.
3. Condensador. El refrigerante caliente cede su calor al circuito de calefacción o de agua caliente de la vivienda y se condensa.
4. Válvula de expansión. El refrigerante pierde presión y temperatura y vuelve al evaporador para reiniciar el ciclo.

El único consumo eléctrico relevante es el del compresor. Como la mayor parte de la energía procede gratis del subsuelo, el rendimiento es muy alto.

3. La distribución en la vivienda

El calor generado se reparte por el sistema de emisión: suelo radiante (el más eficiente, porque trabaja a baja temperatura), fancoils o radiadores de baja temperatura. El mismo equipo puede producir el agua caliente sanitaria y, en verano, invertir el ciclo para refrigerar.

Tipos de captación geotérmica

No todos los terrenos ni todas las parcelas son iguales. Existen tres sistemas principales de captación:

• Captación horizontal. Las tuberías se entierran en zanjas a 1,5-2 metros de profundidad, repartidas sobre una superficie amplia. Es la opción más económica de instalar, pero requiere terreno disponible.
• Captación vertical (sondas geotérmicas). Se realizan perforaciones de entre 50 y 150 metros de profundidad en las que se introducen las sondas. Necesita muy poco espacio en superficie y ofrece el mejor rendimiento, a cambio de un mayor coste de perforación.
• Captación en aguas subterráneas (circuito abierto). Aprovecha directamente el agua de un acuífero como fuente de calor. Muy eficiente allí donde el recurso está disponible.

La elección depende del espacio, del tipo de suelo y de la demanda energética del edificio.

Geotermia para calefacción, refrigeración y agua caliente

Una de las grandes ventajas de la geotermia es que un solo equipo cubre todas las necesidades térmicas del hogar durante todo el año:

• Calefacción en invierno, con un rendimiento estable incluso en las noches más frías.
• Refrigeración en verano, invirtiendo el ciclo o mediante refrigeración pasiva (aprovechando directamente la temperatura fresca del terreno, con un consumo mínimo).
• Agua caliente sanitaria durante todo el año.

Esto elimina la necesidad de tener una caldera y un aire acondicionado por separado.

Por qué la geotermia es tan eficiente

El indicador que mide el rendimiento de una bomba de calor es el COP (coeficiente de rendimiento): la relación entre la energía térmica que entrega y la electricidad que consume.

Un sistema geotérmico bien dimensionado alcanza un COP de 4 a 5 o superior. Es decir, por cada kWh de electricidad consumido entrega 4 o 5 kWh de calor. La razón es doble: parte de una fuente a temperatura estable y templada, y no sufre las pérdidas de rendimiento que la aerotermia experimenta en los días de frío extremo.

A lo largo del año, esta eficiencia se traduce en un ahorro notable frente a sistemas de gas, gasóleo o eléctricos convencionales, y en unas emisiones muy bajas.

La geotermia con Ecoforest: la gama ecoGEO

Ecoforest es el único fabricante español de bombas de calor geotérmicas. Su gama ecoGEO integra tecnología inverter: el compresor modula su potencia para adaptarse en cada momento a la demanda real de la vivienda, en lugar de funcionar a plena carga y pararse. Esto se traduce en un rendimiento aún mayor y en una vida útil más larga del equipo.

Además, la tecnología HTR (superheater) permite producir agua caliente sanitaria de hasta 80 °C de forma eficiente, y la app Ecoforest Home, con tecnología Easynet, monitoriza y optimiza el sistema en tiempo real.

Descubre la gama de bombas de calor geotérmicas ecoGEO

Preguntas frecuentes sobre cómo funciona la geotermia

¿La geotermia funciona en cualquier terreno? En la mayoría de los casos, sí. Lo que varía es el tipo de captación más adecuado (horizontal, vertical o en agua). Un estudio previo del terreno determina la mejor solución.

¿Consume mucha electricidad? Consume, pero muy poca en relación con el calor que produce. Con un COP de 4-5, en torno al 75-80 % de la energía que entrega procede gratis del subsuelo; solo el resto es electricidad.

¿La geotermia sirve también para refrigerar en verano? Sí. El sistema puede invertir su ciclo o usar refrigeración pasiva para climatizar la vivienda en verano con un consumo muy bajo.

¿Cuánto dura una instalación geotérmica? El circuito de captación enterrado tiene una vida útil de varias décadas (50 años o más) y la bomba de calor, en torno a 20-25 años con un mantenimiento mínimo.

¿Qué diferencia hay entre geotermia y aerotermia? Ambas son bombas de calor. La aerotermia toma el calor del aire exterior y la geotermia, del subsuelo. Al partir de una temperatura más estable, la geotermia ofrece un rendimiento superior y más constante, especialmente en climas fríos.