Energía geotérmica a partir del agua de mina

Agua de mina para la descarbonización

¿Cuál es el origen del agua de mina?

 La actividad minera altera la permeabilidad del terreno
 El agua se infiltra a través de galerías y fracturas
 El agua debe de ser bombeada de forma continua para evitar riesgos 

La actividad minera provoca la ampliación de los huecos existentes (fracturas en el terreno) y crea otros nuevos (galerías de acceso, de transporte, chimeneas de ventilación, sondeos, las capas explotadas…). Dada la existencia de dichos huecos, durante la explotación minera, es necesario el drenaje de los niveles permeables mediante sistemas de bombeo así como del agua de lluvia que se infiltra en las labores.

Modificación del nivel piezométrico

Una vez finalizada la explotación, al detener el bombeo, se produce una inundación de los huecos creados, que puede no coincidir con el nivel original. En ocasiones, es necesario mantener la actividad de bombeo, cómo medida preventiva,hasta una cota de seguridad, ya que puede haber edificaciones cercanas a estas zonas que quedarían expuestas a la inundación. Se ha visto que esta agua de mina bombeada presenta unas condiciones térmicas específicas, siendo más elevada que el agua natural que se encuentre en superficie, lo que la convierten en un potencial recurso geotérmico.

Evaluación del potencial del agua de mina como recurso geotérmico

Para ello hay que evaluar una serie de aspectos, que HUNOSA realizó en sus instalaciones
  • Caudal de agua disponible: de la Cuenca Carbonífera Asturiana, mediante una serie de estimaciones se determinó un caudal medio aprovechable de 36,8 Hm3/año.
  • Capacidad de regulación: para determinar si existe un suministro anual constante, independientemente de las condiciones meterológicas. Mediante digitalización e interpretación de los datos existentes, se concluyó que se disponía de un volumen de huecos superior a 87,12Mm3.
  • Temperatura de las aguas: oscila en los pozos entre los 17 y los 26ºC, manteniéndose constante a lo largo del año independientemente de las estaciones.
  • Calidad del agua: se trata de aguas bicarbonatado-sódicas, de elevada dureza, lo que impide su uso directo (causaría depósitos férricos y calcáreos en las tuberías) por lo que es necesario utilizar intercambiadores de calor.
El potencial térmico de las aguas de mina se estimó en 24,43 MW térmicos

Hunosa – Proyectos singulares

Es necesario mantener un bombeo constante del agua de mina, lo que conlleva unos gastos asociados muy elevados. Utilizar esta fuente de agua, como recurso energético es un ejemplo de economía circular.

El agua del subsuelo contenida en la mina, no se encuentra a la temperatura útil para una climatización directa de edificios, pero si para ser utilizada en una bomba de calor geotérmica, transformándola hasta hacerla óptima para la climatización.

District Heating

Los District Heating, o red de calor en español, son sistemas centralizados de calefacción. Mediante un conjunto de tuberias, permiten conectar múltiples fuentes energéticas a los puntos de consumo. Permiten la incorporación de fuentes de energía renovable, como la geotérmica, la biomasa, o la energía solar. HUNOSA tiene varios proyectos en activo en este sector:

District Heating Pozo Barredo

District Heating Pozo Barredo

Varios edificios del municipio de Mieres conforman el “District Heating” del Pozo Barredo desarrollado por el Grupo HUNOSA, un sistema de climatización por energía geotérmica que es posible gracias al uso del agua de mina, un sistema innovador y puntero. Este primer proyecto de energía geotérmica desarrollado por HUNOSA, se realizó partir del Pozo Barredo, ubicado en la zona urbana de Mieres, en varias fases:

  • En una primera fase, a partir de 3 proyectos, se realizó un servicio de calor y frio que abastece al Hospital Vital Álvarez Buylla, Edificio de Investigación del Campus de Mieres y la sede de la Fundación Asturiana de la Energía.
  • En una segunda fase, la Red Urbana de Calor o District Heating de Barredo, se incorporó al servicio energético al edificio principal del Campus Universitario de Mieres (EPM), el instituto de educación secundaria Bernaldo de Quirós y dos edificios de 250 viviendas en la Mayacina.
El District Heating del Pozo Barredo es la mayor red de calor geotérmica de España, dado que se alcanzará una potencia total cercana a los 6MWt

Instalaciones Pozo Barredo

Climatización del Hospital Vital Álvarez Buylla

Elementos de la Instalación

  • Sistema de Bombeo: 3 bombas sumergibles GRUNFOS SP-215-4-AA, que pueden proporcionar un caudal nominal de 215 m3 con una altura nominal de 60 metros; 1 bomba sumergible Franklin Electric E-Tech VSC 132/03 que puede proporcionar un caudal nominal de 132 ma 52 metros de altura, con una potencia de 30kW
  • Sistema de Generación: 2 bombas de calor de 1509 kW (COP 5,54)  que pueden general calor o frio, y otra compensatoria de 1298 kW (COP 4,87), todas instaladas en el Hospital.
  • Sistema de Control: de automatismo y telecontrol.
  • Sistema de Intercambio de Calor: intercambiador de calor tubular, con una potencia de intercambio de 3500 kW.
  • Sistema de Impulsión y Distribución: el agua limpia es impulsada por un grupo de 3 bombas de recirculación, capaces de impulsar cada una un caudal de 260 m3 a una altura de 55 m.c.a y una potencia cada una de 55 Kw; conducidos en tubos de polietileno de alta densidad unidos mediante electrosoldadura.
Instalaciones HVAB

Ventajas económicas y ambientales: 

  • El uso de este sistema geotérmico supone una reducción en las emisiones de CO2 superior la 67% en comparación con un sistema convencional.

Climatización del Edificio de Investigación del Campus Universitario de Mieres

Elementos de la instalación

  • Sistema de Bombeo: 3 bombas sumergibles GRUNFOS SP-215-4-AA, que pueden proporcionar un caudal nominal de 215 m3 con una altura nominal de 60 metros; 1 bomba sumergible Franklin Electric E-Tech VSC 132/03 que puede proporcionar un caudal nominal de 132 ma 52 metros de altura, con una potencia de 30kW.
  • Sistema de Distribución: tuberias preaisladas de polipropileno multicapa, y tuberias de salida para verter de nuevo al río.
  • Sistema de Generación: dos bombas de calor RTWB 210, con una potencia térmica de 362 kW cada una, que producen agua caliente a 45ºC y fría simultáneamente a 7ºC.
Intercambiador calor
Intercambiador calor

Ventajas económicas y ambientales

  • Emisiones de CO2: con el sistema geotérmico se ha evitado la emisión de 77,46 toneladas de CO2/año que se hubieran generado con sistemas convencionales, mientras que con el sistema geotérmico se han generado 23,55 toneladas CO2, suponiendo una reducción del 70%*
*IDAE-factores de emisión de CO2 y coeficientes de paso a energía primaria de diferentes fuentes de energía final consumidas en el sector edificios en España - 2014

Climatización del Edificio de la Fundación Asturiana de la Energía

Elementos de la instalación:

  • Bomba de calor ecoFOREST, que permite obtener potencias entre el 21,1 y 86,7 kW, optimizando el consumo en función de la demanda.
  • Intercambiador de calor de tipo tubular fabricado en acero inoxidable.
  • Sistema de distribución, mediante tuberías de polipropileno.
Instalaciones Geotermia Mieres - FAEN

Ventajas económicas y ambientales:

  • Consumo actual (2018): 73758 kWh, 85% correspondiente a la calefacción.
  • COP medio: superior a 5,5
  • Ahorro emisiones CO2:  con la instalación geotérmica se ha evitado la emisión de 7,15 toneladas de CO2
*Calculadora de huella de carbono del MAPAMA

Red Urbana de Calor Barredo-Mayacina:

Esta red parte desde el Pozo Barredo y da servicio a la Escuela Politécnica de Mieres (EPM), al instituto de educación secundaria Bernaldo de Quirós (iBQ) y a un conjunto de edificios, situados en la zona del Vasco-Mayacina, que cuentan en total con 248 viviendas.

Elementos de la instalación:

  • Sistema central de Generación: dos bombas de calor de alta temperatura, dando como resultado una potencia total instalada de 2MW
  • Sistema de Intercambio: mediante intercambiadores de calor de tipo tubular, localizados en el castillete del Pozo Barredo
  • Red de Distribución: consta de tres circuitos, dos de ellos de alta temperatura (80-85 °C), que proporciona calefacción basada en radiadores a la EPM y al Instituto BQ; y otro de baja temperatura (40-45 °C), para el sistema de calefacción de suelo radiante de las viviendas del Vasco-Mayacina y que precalienta el agua de ACS hasta los 40ºC.
  • La distribución hasta los puntos de consumo se realiza mediante la utilización de tubería plástica de polipropileno (PPR) aislada, en función de la temperatura de impulsión, con material elastomérico.
  • Suministro a los puntos de consumo: a través de subestaciones hidráulicas instaladas en los puntos de consumo.
  • Gestión y Control de las redes
Esquema instalaciones DH Pozo Fondón
Bombas de Calor situadas en la antigua sala de máquinas del Pozo Barredo

Ventajas económicas y ambientales:

  • El uso de este sistema geotérmico supone una reducción en las emisiones de COde 636,85 toneladas CO/año en comparación con sistemas convencionales

Visita Virtual

Descubre otra forma de visitar las instalaciones geotérmicas del Pozo Barredo en Mieres, a través de una visita virtual de todas las instalaciones, con sus datos, esquemas y fotos.

Dale click a «presentar» y descubre todos los detalles en pantalla completa.

Más información sobre las nuevas instalaciones: https://www.lne.es/cuencas/2020/07/15/red-geotermia-extiende-mieres-espera-14453170.html

Premios y Galardones

Este sistema de climatización por energía geotérmica que es posible gracias al uso del agua de mina, ha recibido el premio de la sexta edición de los Global District Energy Climate Adwards (2019) que concede la Agencia Internacional de la Energía.

Así mismo, está nominado a los premios a la innovación “Ruggero Bertani European Geothermal Innovation Award 2021» de la EGEC Geothermal.

District Heating Pozo Fondón

District Heating Pozo Fondón

El district heating (red de calor) de Langreo, a partir del agua de mina del Pozo Fondón, será el segundo proyecto de geotermia basado en agua de mina que lleva a cabo el Grupo Hunosa, cuyas obras empezaron en Julio de 2020.

El proyecto, cuenta con el apoyo de la Unión Europea y el Gobierno del Principado de Asturias, 2,3 millones de inversión total, con 1,1 millones gracias a fondos FEDER.

DH Fondón

Elementos de la Instalación

  • Sistema de Bombeo: 4 bombas Lowara Z10150. Situadas a unas profundidades de 59, 64, 69, 74 m respectivamente.
  • Sistema de Generación: dos grupos frigoríficos Carrier 61XWH-05 (calor 487kW, FRÍO 336,8 kW) y Carrier 61XWH-10 (calor 960kW, frío  598,2 kW) dispuestos en serie y a contraflujo en las instalaciones del pozo.
  • Sistema de Intercambio de calor: intercambiadores multitubulares de acero inoxidable, localizados en el brocal del pozo.
  • Sistema de Impulsión y Distribución: el agua limpia a una temperatura de 85ºC es impulsada y conducida por tuberías preaisladas de acero al carbono, en un trazado de 1,3 km. Es impulsada por 2 bombas (más otra de apoyo), con un caudal máximo 85 m3/h y una potencia unitaria instalada de 15 kW.
  • Sistema de Control: automatismo y telecontrol.
Detalle de los grupos frigoríficos Carrier

Beneficiarios de los servicios

La red de calor satisfará la demanda de calefacción y agua caliente de edificios entorno al Pozo Fondón y la Felguera:
  • Polideportivo Juan Carlos Beiro: calefacción (mediante climatizadoras y radiadores) y ACS
  • Langreotel y Residencia para mayores NS del Fresno: calefacción (mediante suelo radiante y radiadores) y ACS
  • Edificio de 45 viviendas de Vipasa: calefacción mediante radiadores y ACS.
  • Centro de Salud y la Gerencia de Atención Primaria de la Felguera: calefacción mediante radiadores, y AC
Detalle de las instalaciones:

Ventajas económicas y medioambientales

  • Se estima una reducción de emisión de 400 t de CO2 al año.
  • Para los clientes, no tendrán que hacer frente a la inversión inicial, y les supondrá en torno a un 10% de ahorro económico.
  • Además, supone la rehabilitación del patrimonio industrial, del pabellón de la zona de embarque, tres naves obras del arquitecto Juan José Suárez Aller de 1958, con mosaicos del artista Luis Sánches Suco.
Detalle mosaicos nave central Fondón

                          

La potencia de la red es de 1,5 MW y la energía suministrada será de 3GW/año
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