El proyecto GeoERA MUSE (Management Urban Shallow geothermal Energy), una iniciativa europea para impulsar la explotación y gestión de los recursos geotérmicos superficiales en 14 áreas urbanas y periurbanas de varios estados miembros de la Unión Europea ha presentado sus resultados. El proyecto, que ha durado cinco años, ha contado con dos ciudades españolas para los programas piloto: Girona y Zaragoza.
Las demás ciudades europeas que se han sumado al proyecto han sido las de Aarhus, Bratislava, Bruselas, Cardiff, Cork, Glasgow, Linköping, Liubliana, Praga, Varsovia, Viena y Zagreb. En concreto, MUSE investiga recursos y posibles conflictos de uso asociados con el uso de energía geotérmica superficial (SGE) en áreas urbanas europeas. Además, proporciona datos geocientíficos clave del subsuelo a las partes interesadas a través de una plataforma de información GeoERA (GIP) basada en la web fácil de usar.
La evaluación de los recursos geotérmicos y los conflictos de uso conduce al desarrollo de estrategias de gestión considerando tanto la planificación eficiente como el monitoreo de los impactos ambientales para alimentar las estrategias marco generales de las ciudades como los Planes de Acción de Energía Sostenible (PAES).
Etapas del proyecto MUSE
El flujo de trabajo del proyecto se rige por un proceso que constó de tres etapas. La primera cubre la compilación de métodos y flujos de trabajo para proporcionar datos geocientíficos clave y crear estrategias para el uso eficiente y sostenible. El trabajo incluye la exploración y el seguimiento del subsuelo, la evaluación, el procesamiento y el mapeo de datos clave, así como la creación, evaluación y validación de modelos estáticos (por ejemplo, geológicos) y dinámicos (orientados a procesos).
La segunda etapa se centró en la implementación de métodos y flujos de trabajo conjuntos en 14 áreas piloto en toda Europa. Todos ellos representan áreas urbanas afectadas por diferentes condiciones culturales, climáticas y geológicas, marcos legales, diferente oferta e infraestructura, así como diferentes focos temáticos de las investigaciones propuestas. La tercera y última, cubrió una ronda de retroalimentación de las áreas piloto a los catálogos compilados inicialmente de métodos, flujos de trabajo y conceptos.
Paquetes de trabajo del proyecto MUSE
El proyecto MUSE investigó los recursos y posibles conflictos de uso asociados con la energía geotérmica superficial (SGE) en áreas urbanas europeas, con el fin de proporcionar una base sólida para el desarrollo de estrategias de gestión. Para un uso sostenible y eficiente de la energía geotérmica somera, se propuso un proceso de gestión adaptativa que consta de dos ciclos. Por un lado, un ciclo de planificación de gestión regional y, por otro, un ciclo de implementación y control que representa el ciclo de vida de las instalaciones.
El trabajo se dividió en seis paquetes de trabajo (WP), donde se enfocaron principalmente en la conexión entre los ciclos de gestión e implementación. También se identificaron las estrategias de gestión (WP3) y el mapeo de recursos (WP2) como enlaces importantes. Un sistema de información web puede ser una herramienta útil para transferir información entre los dos ciclos. El sistema de información web MUSE, desarrollado en WP5, presenta los resultados de las áreas piloto y sirve como ejemplo para futuras aplicaciones.
En WP4, los socios del proyecto de las áreas piloto en toda Europa aplicaron métodos para el mapeo de recursos y brindaron su experiencia para las estrategias generales de gestión. Por otro lado se conectaron con proyectos de GeoERA y posteriormente en talleres de intercambio de conocimientos (WP6). La comunicación adicional (WP1) y las actividades de las partes interesadas (WP5) también ayudaron a difundir los resultados del proyecto.
Programa piloto en Girona
El proyecto se ha ejecutado entre los años 2018 y 2021. Gracias al proyecto MUSE, se ha podido caracterizar y mostrar en mapas el comportamiento térmico del subsuelo y obtener datos de los principales parámetros térmicos que intervienen en la estimación del potencial geotérmico superficial de cada área participante. Según los resultados obtenidos, el ámbito de Girona, Salt y Vilablareix, así como también Sant Gregori, Bescanó y Fornells de la Selva, presenta un potencial geotérmico significativo por sistemas de intercambio de calor verticales.
La información se ha obtenido a partir de la implementación de la Red de Estaciones Geotérmicas de Cataluña (XEGCat). Cada una de las estaciones de la XEGCat está equipada con sensores que permiten medir y registrar datos científicos sobre el comportamiento térmico del terreno, como la temperatura del subsuelo en diversas profundidades o la presión del agua y, de este modo, calcular la posibilidad o no de implementar sistemas de energía geotérmica en función del potencial observado.
En el marco del proyecto, se han implementado en el área de Girona un total de 11 puntos de nueva construcción y se han habilitado 11 puntos adicionales preexistentes. Ahora todos los datos son también accesibles por parte de la ciudadanía, que pueden consultarlos de una forma gráfica e interactiva.
Proyecto piloto en Zaragoza
En el caso de Zaragoza, el estudio actúa como un ejemplo para las áreas urbanas en un clima mediterráneo relativamente cálido. En esta zona existe un acuífero no confinado urbano con diferentes usos de extracción de agua: suministro de agua, uso recreativo y sistemas de bomba de calor de circuito abierto. El enfoque se establece en la evaluación de los recursos de SGE y los posibles conflictos de uso, el monitoreo de las aguas subterráneas y el desarrollo de estrategias de gestión personalizadas.
El programa piloto se realizó entre marzo de 2019 y marzo de 2020. Se recogió información de 27 sistemas intercambiadores de calor de agua subterránea. Los datos obtenidos proporcionaron las primeras evidencias de interferencias térmicas entre los pozos geotérmicos de los sistemas.
Posteriormente se modelaron series temporales de caudal, temperatura de operación y transferencia de energía mediante métodos de análisis espectral y regresión sinusoidal, seguido de la definición de los patrones de explotación relativos. Los regímenes de explotación examinados presentaron un claro sesgo de enfriamiento y una ciclicidad similar. Las amplitudes se correlacionaron con las actividades de los diferentes usuarios finales cuando se observaron ciclos de alta frecuencia, mientras que las estrategias de climatización lo hicieron cuando se detectaron ciclos de baja frecuencia.
Los sistemas no perturbados son capaces de intercambiar calor de manera eficiente con el subsuelo y transferirlo a las infraestructuras humanas, lo que proporciona la base para la descarbonización exitosa de las demandas de calefacción y refrigeración de las ciudades. El uso intensivo no gestionado de recursos energéticos geotérmicos someros en entornos urbanos con alta concentración de sistemas amenaza la renovabilidad de los recursos y el rendimiento de los sistemas debido a las interferencias térmicas creadas por una demanda energética sesgada a lo largo del año. Por lo tanto, los resultados obtenidos han proporcionado algunas pistas sobre cómo superar las interferencias térmicas.