Disseny i construcció d’un aqüífer a escala pilot per l’estudi de les variacions de temperatura en el subsòl d’un sistema de refrigeració hidrogeotèrmic
El projecte tracta del disseny i la construcció d’un aqüífer a escala pilot sobre el que es
plasmarà l’activitat d’un sistema de refrigeració geotèrmic per realitzar estudis de viabilitat.
Un cop construït l’aqüífer es vol analitzar l’impacte en la variació de temperatura del subsòl
quan hi ha instal·lat un sistema geotèrmic. D’aquesta manera es poden determinar les
característiques que ha de tenir la instal·lació i les condicions de treball per què l’impacte
no sobrepassi els límits que, segons estudis tècnics, podrien suposar un perill pel medi
ambient. A més, es vol saber sota quins paràmetres és viable la construcció d’un sistema
geotèrmic de tipus obert situat en sòls catalans i, d’aquesta manera, determinar quines
són les dificultats que es plantegen a l’hora d’aplicar-lo. Tot això es duu a terme utilitzant
un aqüífer construït a escala pilot capaç de reproduir un sistema de refrigeració geotèrmic
real. La realització de proves a petita escala facilita la feina en termes econòmics, de
temps i d’espai.
L’aqüífer treballarà en condicions de puresa (en quant a sòl, aigua i ambient extern) per
poder extrapolar els resultats dels estudis amb facilitat per l’aplicació en sistemes a
escala real. L’aqüífer està compost per tres dipòsits: un central que està ple de sorra
saturada d’aigua i emula el subsòl i dos laterals plens d’aigua destil·lada encarregats de
que existeixi un transport del líquid des d’un extrem de l’aqüífer fins l’altre per representar
el pas de fluid que hi ha a la realitat a través del terreny. A l’aqüífer s’extreu aigua
verticalment des d’un punt de la sorra i s’escalfa, simulant el pas per un radiador en un
edifici; un cop escalfada (i havent refrigerat l’edifici imaginari) és retornada a un altre punt
de l’aqüífer. L’extracció i l’abocament d’aigua es fa mitjançant uns pous. El pou d’extracció
estarà situat pròxim a un dels dipòsits laterals, que anomenarem dipòsit d’entrada i l’altre
pou a prop de l’altre dipòsit (de sortida). Des del dipòsit de sortida es recircula l’aigua cap
el d’entrada passant abans per un refrigerador per adequar el sistema a la temperatura
real i evitar, així, que l’aqüífer s’escalfi descontroladament.
S’han realitzat quatre proves que pretenen donar unes dades representatives sobre
l’efecte del sistema de refrigeració treballan en condicions crítiques. S’han fet mesures de
temperatura en dos dimensions sobre el pla horitzontal que coincideix amb la base dels
pous. En la primera de les proves es fa una aportació de calor molt elevada a l’aigua
extreta per un dels pous per observar com respon el sistema i en les altres tres l’aportació
de calor és també elevada però simula amb més encert el que succeirïa en un sistema
real. Les tres últimes proves es diferencien entre sí pels punts en els que s’ha mesurat la temperatura.
Els resultats per la primera prova mostren un augment de la temperatura de fins a 4,2 ºC
en el punt més crític (just on s’aboca l’aigua calenta) respecte de l’ambiental. L’augment
de temperatura es fa seguint una distribució circular i la transferència de calor no arriba
fins el pou d’extracció. Es produeix un efecte paret en els límits de l’aqüífer més propers a
l’abocament d’aigua calenta.
En les altres tres proves es demostra que, arribat l’estat estacionari, la distribució de
temperatures es fa de manera circular però lleugerament allargada en la direcció i el sentit
del flux d’aigua intern a l’aqüífer. A més, si dividim l’aqüífer en dos hemisferis (quedant en
el centre el pla que uniria els dos pous), la calor tendeix a desplaçar-se cap a una
d’aquestes dos meitats. Les temperatures màximes trobades a l’aqüífer per aquestes
proves no supera els límits que les convertirien en perilloses pel medi ambient
