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\n <\/picture>En los pa\u00edses de clima templado, esa doble funci\u00f3n del sistema (calefacci\u00f3n y refrigeraci\u00f3n) permiten utilizarlo tanto en verano como en invierno, aprovechando el calor subterr\u00e1neo para climatizar los ambientes de los edificios. De esta forma, se promueve un reequilibrio peri\u00f3dico de la temperatura del subsuelo donde est\u00e1n instalados los cimientos.<\/p>\n
En un pa\u00eds con clima tropical como Brasil, donde la calefacci\u00f3n invernal no es habitual, a\u00fan no se conoce el impacto a largo plazo del uso de este sistema a demanda \u00fanica sobre la temperatura del subsuelo, es decir, en una situaci\u00f3n en la que solamente se rechaza calor desde el ambiente externo hacia el subsuelo para refrigerar el edificio. Seg\u00fan Tsuha, el rechazo permanente de calor hacia el subsuelo aumentar\u00e1 su temperatura, lo que reducir\u00eda la eficiencia del sistema de climatizaci\u00f3n geot\u00e9rmico con el paso del tiempo.<\/p>\n
Los investigadores pretenden utilizar el experimento del Cics Living Lab para evaluar ese posible impacto en el subsuelo y averiguar las maneras de evitarlo. Una posibilidad consiste en instalar el sistema en todos los pilotes de fundaci\u00f3n del edificio, pero promoviendo el intercambio de calor en forma alternada: un a\u00f1o en los pilotes de un lado del edificio y, el a\u00f1o siguiente, en las columnas de fundaci\u00f3n del lado opuesto. Otra alternativa es extraer el exceso de calor en el subsuelo para calentar el agua que se utiliza en las duchas o para el lavado de la ropa y los utensilios.<\/p>\n
El experimento en el Cics Living Lab tambi\u00e9n servir\u00e1 para evaluar si los ciclos de calefacci\u00f3n y refrigeraci\u00f3n podr\u00edan afectar el comportamiento de los cimientos del edificio con el paso del tiempo. Un estudio inicial con este prop\u00f3sito fue el tema de la tesis doctoral de la ingeniera civil Thaise da Silva Oliveira Morais, bajo la supervisi\u00f3n de Tsuha en la Eesc-USP. La tesis obtuvo el Premio Costa Nunes de la Asociaci\u00f3n Brasile\u00f1a de Mec\u00e1nica de Suelos e Ingenier\u00eda Geot\u00e9rmica para el bienio 2018-2019.<\/p>\n
\u201cLa imposici\u00f3n de ciclos t\u00e9rmicos [rechazo y extracci\u00f3n de energ\u00eda t\u00e9rmica] provoca la dilataci\u00f3n y contracci\u00f3n de los pilotes. En los experimentos que se realizaron en el marco de la tesis, teniendo en cuenta el perfil tropical del suelo en la ciudad de S\u00e3o Carlos, y solo el rechazo de calor hacia el subsuelo [por la demanda t\u00e9rmica de refrigeraci\u00f3n], no advertimos un impacto significativo en la respuesta mec\u00e1nica de esas estructuras\u201d, especifica Morais. \u201cPero se necesita evaluar la respuesta de las columnas de fundaci\u00f3n luego de un mayor n\u00famero de ciclos de calefacci\u00f3n y refrigeraci\u00f3n, adem\u00e1s de considerar tambi\u00e9n diferentes demandas t\u00e9rmicas\u201d.<\/p>\n
El sistema de climatizaci\u00f3n geot\u00e9rmica tambi\u00e9n puede utilizarse en el retrofit <\/em>(reacondicionamiento) de edificios antiguos. En estos casos, los ductos necesarios para el intercambio de calor pueden instalarse en perforaciones realizadas en el terreno del inmueble. Seg\u00fan Hernandez Neto, en un retrofit<\/em>, el costo para equipar con aire acondicionado central a un edificio de 20 plantas se estima que ronda entre 2 y 2,5 millones de reales. La instalaci\u00f3n de un sistema de bomba de calor y tuber\u00edas externas al edificio, en perforaciones de hasta 100 m, costar\u00eda alrededor de 2 millones de reales. El beneficio se obtiene con el ahorro de energ\u00eda el\u00e9ctrica en el curso de la vida \u00fatil del edificio.<\/p>\n El Cics Living Lab ser\u00e1 inaugurado en 2023. El predio tambi\u00e9n se utilizar\u00e1 para homologar tecnolog\u00edas innovadoras en diversas etapas del proceso constructivo, como el uso de barras con nuevas aleaciones de acero y hormig\u00f3n de alto rendimiento elaborado para atenuar las emisiones de di\u00f3xido de carbono hacia la atm\u00f3sfera.<\/p>\n El aprovechamiento de la energ\u00eda t\u00e9rmica subterr\u00e1nea es una pr\u00e1ctica antigua. La primera central geot\u00e9rmica se construy\u00f3 en Italia, en 1904. Estas instalaciones capturan agua caliente o vapor, provenientes del magma del interior de la Tierra, para mover turbinas que accionan generadores y producen energ\u00eda el\u00e9ctrica. Solamente las regiones volc\u00e1nicas o aquellas donde hay g\u00e9iseres tienen potencial para aprovechar este tipo de energ\u00eda. Unos 25 pa\u00edses poseen centrales geot\u00e9rmicas destinadas a producir electricidad, entre ellos Islandia, Estados Unidos, Jap\u00f3n y Nueva Zelanda.<\/p>\n En tanto, la energ\u00eda geot\u00e9rmica superficial, disponible en cualquier lugar y que se utiliza para calefaccionar o refrigerar ambientes, ha sido explotada desde la d\u00e9cada 1950. La climatizaci\u00f3n geot\u00e9rmica por medio de los pilotes de fundaci\u00f3n se remonta a la d\u00e9cada de 1980, en Austria. Hoy en d\u00eda, miles de edificaciones en todo el mundo, incluyendo viviendas y edificios comerciales est\u00e1n equipadas con este sistema.<\/p>\n Una de las construcciones m\u00e1s emblem\u00e1ticas es la sede de Google en Mountain View (California \u2013 EE. UU.), un campus de 75.000 metros cuadrados (m2<\/sup>) que alberga tres edificios. Son 4.000 pilotes que llegan a una profundidad de 24 m, de los cuales 2.500 se utilizan en el sistema geot\u00e9rmico. En Brasil, Tsuha y Hernandez Neto esperan que las viviendas, los hoteles, los hospitales y los edificios comerciales sean los usuarios principales del sistema.<\/p>\n