Perforación geotérmica profunda para bombas de calor: profundidad, proceso y costo (2025)

Con la perforación profunda, puede utilizar permanentemente el calor del suelo. Es un requisito previo para la instalación de una bomba de calor con una sonda geotérmica. Pero, ¿a qué profundidad hay que perforar, cuáles son los costos y qué se debe tener en cuenta? En este artículo se ofrece una visión general.

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¿Qué es la perforación geotérmica profunda?

Un pozo geotérmico profundo es un pozo de hasta 100 metros de profundidad en el que se insertan sondas geotérmicas en el suelo. Por lo tanto, el calor almacenado en el suelo puede ser utilizado por una bomba de calor. Se utiliza para suministrar energía térmica a una casa unifamiliar a partir de energía geotérmica constante y forma parte de la llamada bomba de calor de agua salada.

¿A qué profundidad se perfora?

Por lo general, una sonda geotérmica puede perforarse hasta 100 metros de profundidad sin que se requiera un permiso de minería. Hasta la fecha, la perforación de más de 100 metros requiere un permiso en virtud de la Ley Federal de Minería, por lo que la perforación solo se lleva a cabo hasta este límite.

El 4 de septiembre de 2024, Proyecto de ley del Ministerio Federal de Economía y Protección del Clima decidió facilitar la perforación de sondas geotérmicas. Perforar hasta una profundidad de 400 metros ya no debería estar contemplado en la legislación minera. En cambio, solo se aplican las normas de la ley de aguas. Esto facilita significativamente el uso de la energía geotérmica. Sin embargo, la ley aún no ha entrado en vigor (en junio de 2024).

¿Cuánto calor hace a una profundidad de 100 metros?

A una profundidad de 100 metros, la temperatura del suelo suele oscilar entre 10 y 12 grados centígrados. Esta temperatura se mantiene prácticamente constante durante todo el año. Como resultado, una bomba de calor geotérmica tiene condiciones estables de 8 a 12 grados Celsius en todo momento, lo que convierte a la energía geotérmica en una fuente de calor particularmente eficiente y confiable. Además, la temperatura constante del suelo en verano se puede utilizar para la refrigeración pasiva, sin ningún consumo de energía adicional.

¿Cuánto cuesta un pozo geotérmico profundo para la bomba de calor?

Un pozo geotérmico profundo con una bomba de calor cuesta un total de entre 27.000 y 45.000 euros, incluidas las sondas geotérmicas, la perforación, la instalación y la bomba de calor. La perforación profunda por sí sola cuesta entre 8.000 y 10.000 euros, según la profundidad de la perforación, las condiciones del suelo y la región. Por lo general, se cobran de 50 a 100 euros por metro de perforación.

¿Qué métodos de perforación existen?

El proceso de perforación al ras se usa generalmente para viviendas unifamiliares, pero existen varios métodos de perforación disponibles. La elección del método depende de la profundidad, la estructura del suelo y las condiciones locales.

• Orificio de descarga (orificio de descarga giratorio): Un cabezal de perforación giratorio aplasta la roca, mientras que un líquido que se enjuaga mueve la broca hacia arriba. Este método es particularmente eficiente para suelos sueltos y de grano mixto. Es el proceso más utilizado para la perforación geotérmica en viviendas unifamiliares.
• Perforación con martillo (orificio de elevación por aire o martillo Imloch): Un martillo neumático rompe la roca directamente contra el pozo. Al mismo tiempo, se utiliza aire comprimido para transportar el material de perforación hacia arriba. Este método es especialmente adecuado para capas de roca dura y sólida.
• Perforación en seco: La perforación se lleva a cabo sin enjuague ni aire comprimido, generalmente con la ayuda de taladros rotativos o tornillos. Este método se usa con menos frecuencia porque es técnicamente más complejo en áreas profundas.

¿Cuál es el proceso de perforación geotérmica profunda?

El proceso de perforación geotérmica profunda sigue un plan claramente estructurado para que las sondas geotérmicas estén ancladas de forma segura y profesional en el suelo. Tras la preparación, comienza la perforación propiamente dicha, seguida de la instalación y la conexión a la bomba de calor.

1. Espacio libre e instalación en el sitio de construcción: Se está preparando el área de perforación, se entrega el equipo y se limpian las superficies de trabajo.
2. Definir y medir los puntos de perforación: La posición exacta de las sondas geotérmicas se mide y marca, teniendo en cuenta las distancias mínimas.
3. Configuración de la plataforma de perforación e inicio de la perforación: Dependiendo del proceso, se instala la plataforma de perforación adecuada y se inicia la perforación.
4. Progreso de la perforación con descarga continua o aire comprimido: El pozo se hunde por metros, el material de perforación se transporta hacia arriba y se documenta.
5. Inserte la sonda terrestre en el pozo: Una vez alcanzada la profundidad planificada, la sonda geotérmica se inserta en el pozo.
6. Compresión con material de transferencia de calor (por ejemplo, mezcla de cemento y bentonita): La sonda se presiona con un material termoconductor y sellante.
7. Pruebas de estanqueidad y conexión a líneas de salmuera: Las sondas instaladas se prueban para comprobar su estanqueidad y se conectan a la bomba de calor.
8. Desmantelamiento del sitio de construcción: Una vez finalizado el trabajo, el sitio de perforación se volverá a llenar y el área se desmantelará.

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¿Cuánto tiempo lleva perforar?

La perforación profunda para una bomba de calor geotérmica suele tardar de uno a dos días por pozo. La duración exacta depende de la profundidad de la perforación, la estructura del suelo y las condiciones climáticas. Cuando se perforan dos hoyos para una casa unifamiliar, el trabajo generalmente se completa en una semana.

¿Puedo perforar en cualquier terreno?

La perforación profunda para obtener energía geotérmica no está permitida en todos los terrenos. El hecho de que se permita la perforación depende de las condiciones locales, como las áreas de protección del agua, la estructura del suelo y los requisitos reglamentarios. Por lo tanto, siempre se requieren las pruebas de expertos y la aprobación de la autoridad responsable del agua.

¿Qué permisos se requieren?

Para la perforación geotérmica profunda, el proyecto debe notificarse a la autoridad de aguas inferior al menos un mes antes del inicio. Esto comprueba si está permitido perforar en la propiedad. A partir de una profundidad de más de 100 metros, se requiere un permiso adicional de la Oficina Geológica del Estado, lo que se evita en casas unifamiliares y multifamiliares.

¿En qué regiones de Alemania se pueden realizar perforaciones profundas?

La perforación profunda para obtener energía geotérmica es generalmente posible en toda Alemania, siempre que no existan leyes de aguas o restricciones geológicas. La decisión recae en la autoridad competente en materia de aguas, que revisa el proyecto caso por caso. Las regiones con estructuras de suelo permeables y sin requisitos de protección del agua son especialmente adecuadas.

¿A qué debo prestar atención al perforar un pozo de energía geotérmica?

Los siguientes puntos son cruciales para la implementación exitosa de un pozo geotérmico:

• Compruebe las condiciones del suelo: La superficie debe ser apta para la perforación. Los informes geológicos o los archivos de perforación proporcionan información sobre la estructura y las capas de roca.
• Obtenga la aprobación: Antes de comenzar, el proyecto debe ser reportado a la autoridad de agua inferior. Se requieren permisos adicionales en las áreas de protección del agua o en profundidades de más de 100 metros.
• Accesibilidad: La plataforma de perforación requiere suficiente espacio y libre acceso. Las carreteras de acceso estrechas, las pendientes o los edificios pueden dificultar o encarecer la implementación.
• Defina la profundidad de perforación y el número de orificios: La capacidad de calentamiento requerida determina la profundidad y la frecuencia de perforación. Para viviendas unifamiliares, suelen ser suficientes de 1 a 2 hoyos de hasta 100 metros.
• Empresa certificada de movimiento de tierras: Solo las empresas especializadas con la aprobación y la experiencia adecuadas deben llevar a cabo el trabajo. La calidad y la documentación son determinantes para la seguridad operativa posterior.
• seguro: La empresa de movimiento de tierras contratada debe tener un seguro de responsabilidad comercial adecuado. Esto garantiza que se adhiere a los posibles daños causados por el pozo, como las tuberías o el agua subterránea.

¿Qué complicaciones pueden surgir al perforar un pozo profundo?

La perforación profunda para una bomba de calor geotérmica puede provocar complicaciones subterráneas inesperadas a pesar de una planificación cuidadosa. Estos riesgos deben conocerse de antemano y tenerse en cuenta al seleccionar la empresa de perforación:

• Agua subterránea bajo presión: Si se perfora una capa de agua subterránea a alta presión durante la perforación, pueden producirse fugas de agua incontroladas y daños. Esto también dificulta la compresión segura del pozo con un compuesto de sellado, cuyo objetivo es evitar que las aguas superficiales entren en el agua subterránea.
• Colapso de cavidades subterráneas: En algunas regiones, particularmente en las antiguas áreas mineras, la perforación puede desestabilizar las cavidades subterráneas. Esto puede provocar reducciones en la superficie, lo que perjudica el funcionamiento y la eficiencia de la bomba de calor.
• Subsuelo poroso con fracturas o depósitos de agua kárstica: En tales formaciones geológicas, el material de compresión utilizado puede filtrarse incontrolablemente. Esto dificulta el sellado adecuado del pozo o incluso lo hace imposible.
• Mineralización y recursos de gas: En ciertas áreas, las aguas subterráneas pueden contener grandes cantidades de minerales disueltos o dióxido de carbono. La fuga de CO2 durante la perforación es un riesgo poco frecuente pero grave que debe cubrirse con un seguro para pozos.

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la perforación geotérmica profunda?

La perforación geotérmica profunda ofrece una alta eficiencia, una fuente de calor constante y pocos requisitos de espacio, pero requiere altas inversiones iniciales y un permiso. Las ventajas radican en la generación de energía fiable en todas las condiciones meteorológicas y en una larga vida útil. Las desventajas incluyen los altos costos de perforación e instalación, así como las posibles restricciones geológicas en la propiedad.

¿Qué alternativas existen a la perforación geotérmica profunda?

Las alternativas a la perforación geotérmica profunda incluyen colectores de área, sistemas de pozos (bombas de calor para aguas subterráneas) y bombas de calor aire-agua. Si bien las sondas geotérmicas se perforan verticalmente en las profundidades, los colectores de área utilizan energía geotérmica cercana a la superficie en sistemas de tuberías horizontales. Los sistemas de pozos utilizan agua subterránea como fuente de calor. Las bombas de calor aire-agua, por otro lado, obtienen energía directamente del aire ambiente. La mejor solución depende de la propiedad, la disponibilidad de agua, las regulaciones y el presupuesto.