Estudio preliminar de viabilidad de un sistema de District Heating geotérmico aprovechando sistemas mineros abandonados

Abstract

RESUMEN: El siguiente trabajo consiste en la realización de un estudio de viabilidad para la instalación de un sistema de District Heating aprovechando las instalaciones de minas abandonadas. En el mundo hay muchos países que ya utilizan este tipo de sistemas para abastecer de calefacción y agua corriente sanitaria (ACS) a zonas urbanas próximas, y en España, empieza ya a ser un sistema que poco a poco se va conociendo y va cogiendo peso a la hora de elegir el sistema por el que optar, ya que tiene ventajas importantes sobre otros sistemas, como reducción de costes económicos en las instalaciones, reducción de emisiones de CO2, impacto medioambiental mucho menor, beneficios atmosféricos, etc. En este estudio de viabilidad, se parte de la idea de utilizar las instalaciones mineras de la Mina de Reocín, en concreto del Pozo Santa Amelia, que cesó sus actividades de extracción en el año 2003, y cuyo bombeo de agua subterránea se mantuvo hasta que se concedió el permiso para la inundación de la mina en noviembre de 2004, y tratará de establecer las bases para la instalación de un sistema de District Heating basado en geotermia para abastecer de calefacción y agua caliente sanitaria (ACS) a viviendas del municipio de Reocín. Para ello, se ha hecho una investigación previa de la Mina de Reocín, en concreto del Pozo Santa Amelia, donde se realiza una evaluación del potencial geotérmico de la zona. Para ello, se da a conocer la profundidad del pozo, así como los diferentes terrenos que atraviesa y sus capacidades caloríficas, capacidad de extracción de calor, conductividad… Con todo esto, podemos obtener la evaluación de los recursos y el calor almacenado, así como los fundamentos térmicos del terreno para conocer la conductividad de la columna rocosa, donde se han utilizado datos estimados, facilitados por diferentes documentos debido a la falta de datos. Una vez recogidos estos datos sobre el Pozo Santa Amelia, se realiza el dimensionamiento de la bomba de calor geotérmica, para lo que es necesario conocer la demanda energética del emplazamiento. Para ello, es necesario conocer el número de hogares del emplazamiento (unifamiliares y en bloque), para poder conocer el consumo anual por vivienda relativo a calefacción y agua corriente sanitaria, y de esta forma estimar el consumo total anual, y así estimar la potencia térmica total que deberá abastecer el sistema de District Heating del estudio. Una vez calculado, se plantean dos opciones de District Heating geotérmico, cuya diferencia es la localización de las bombas de calor. En un primer caso, las bombas de calor estarán en el emplazamiento del Pozo de Santa Amelia, aprovechando la infraestructura minera existente, y en el segundo caso, las bombas de calor se situarán en el emplazamiento a abastecer de energía, en concreto la localidad de Puente San Miguel. El primer caso tiene la ventaja de que su localización facilita las labores de instalación y mantenimiento, ya que está fuera del núcleo urbano, además de que aprovecha la infraestructura abandonada de la mina. Por otro lado, la desventaja principal es que parte de la población está a unos 3km de distancia, por lo que el sistema de bombeo tiene que ser de mayor potencia y mantener presiones más elevadas. El segundo caso, la ventaja principal es que es más sencillo controlar las pérdidas térmicas, ya que la distribución desde el Pozo hasta Puente San Miguel se hace con agua del foco frío. Por otro lado, la desventaja principal es que hay que buscar un emplazamiento adecuado para la construcción e instalación de las bombas, y en el núcleo urbano el espacio es limitado. Con todo esto, se realiza una estimación económica, ya que no es posible realizar un estudio económico detallado por ser solo un planteamiento de la instalación. En él se realizan los costes de distribución, así como del total de las instalaciones. Se termina este estudio con el impacto ambiental y social que podría suponer esta instalación de District Heating, así como con las conclusiones obtenidas después de hacer el estudio.

ABSTRACT: The next work consists of carrying out a feasibility study for the installation of a District Heatin system taking advantage of the abandoned mine facilities. In the world there are many countries that alredy use this type of system to supply heating and sanitary hot water (DHW) to nearby urban áreas, and in Spain, it is already beginning to be a system that little by is becoming known and is gaining weight. When choosing the system to opt for, as it has important advantages over other systems, such as reduced economic costs in facilities, reduced CO2 emissions, much lower environmental impact, atmospheric benefits, etc. This feasibility study is base don the idea of using the mining facilities of the Reocín Mine, specifically the Santa Amelia Well, which ceased its extraction activities in 2003, and whose groundwater pumping was maintained until permission was granted for the flooding of the mine in November 2004, and Will try to establish the bases for the installation of a District Heating system base don geothermal energy to supply heating and sanitary hot wáter (DHW) to homes in the municipality of Reocín. To do this, a preliminary investigation has been made of the Reocín Mine, specifically the Santa Amelia Well, where an evaluation of the geothermal potential of the área is carried out. To do this, the Depth of the well is disclosed, as well as the different terrains it crosses and its heat capacities, heat extraction capacity, conductivity… With all this, we can obtain the evaluation of the resources and the stored heat, as well as the termal foundations of the terrain to know the conductivity of the rock column, where estimated data have been used, provided by different documents due to the lack of data. Once these data on the Santa Amelia Well have been collected, the geothermal heat pum pis sizing, for which it is necessary to know the energy demando f the site. To do this, it is necessary to know the number of home son the site (single-family and block), in order to know the anual consumption per dwelling relative to heating and sanitary hot wáter, and this estimate the total anual consumption, and the power total termal powe that must supply de study’s District Heating system. Once calculated, two geothermal District Heating options are proposed, the difference of which is the location of the heat pumps. In the first case, the heat pumps Will be at the Santa Amelia Well site, taking advantage of the existing mining infrastructure, and in the second case, the heat pumps Will be located at the site to be supplied with energy, specifically the town of Puente San Miguel. The first case has the advantage that its location facilitates installation and maintenance tasks, since it es outside the urban nucleus, in addition to taking advantage of the abandoned infrastructure of the mine. On the other hand, the main disadvantage is that part of the population is about 3km away, so the pumping system has to be of greater power and maintain higher pressures. The sencond case, the main advantage is that it is easier to control thermal losses, since the distribution from the Well to Puente San Miguel is done with wáter from the cold source. On the other hand, the main disadvantage is that it is necessary to find a suitable location for the construction and installation of the pumps, and in the urban nucleus space is limited. With all this, an economic estimate is made, since it is not posible to carry out a detailed economic study as it is only an approach to the installation. In it, the distribution costs are carried out, as well as the total of the facilities. This study is concluded with the environmental and social impact that this District Heating installation could have, as well as the conclusions obtained after carrying out