Investigadores de la UPM analizan el potencial de las aguas residuales como fuente de energía térmica

Un equipo de investigadores de la Escuela Técnica Superior de Edificios de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha publicado un estudio en el que ha analizado el potencial de las aguas residuales y de las procedentes del agua de lluvia como fuentes de energía térmica para la climatización de los edificios.

Para ello, los investigadores, han tomado como modelo un edificio de oficinas de baja exergía ubicado en Madrid y han evaluado si la contribución energética de las aguas residuales es o no suficiente para ofrecer climatización y refrigeración.

De este modo, tuvieron en cuenta varios factores que podían influir en los resultados, como el periodo del año en el que sería más efectivo utilizar este tipo de energía, el impacto de las aguas pluviales en el caudal y la temperatura del sistema de alcantarillado, la demanda del edificio y la ubicación del intercambiador de calor dentro del sistema de alcantarillado, o la hipotética eficiencia del intercambio térmico de las aguas residuales que fluyen por los sistemas de alcantarillado.

Inmaculada Martínez, investigadora de la Escuela Técnica Superior de Edificios y una de las autoras de este trabajo, ha explicado que “el objetivo principal de la investigación es estimar el potencial de las aguas residuales para cubrir la demanda térmica anual de calefacción y refrigeración, y el secundario es determinar el impacto de las aguas subterráneas y pluviales en la eficiencia térmica de un intercambiador de calor de aguas residuales para garantizar el confort térmico en un edificio”.

Una opción efectiva para los sistemas de geotermia

Según los resultados obtenidos por los investigadores de la UPM, las aguas residuales del alcantarillado que fluyen a más de 5 l/s pueden proporcionar energía térmica suficiente para satisfacer las necesidades de un edificio de oficinas con una demanda de 45 kW.

Además, tal y como explican los autores de este estudio, “la contribución energética de las aguas residuales del alcantarillado es más favorable en los escenarios de calefacción que en los de refrigeración, mejorando el rendimiento del sistema en más de un 22 % en comparación con la geotermia”.

Por su parte, el agua de lluvia mejora el rendimiento en refrigeración en más de un 14 % en comparación con los sistemas geotérmicos.

La investigación también demostró que el caudal es el parámetro que afecta más directamente al cálculo de la potencia máxima disponible en la red de alcantarillado, manejando la hipótesis de que el salto térmico sea constante (2ºC).

Mejor colocación de los intercambiadores

Tal y como subrayan los investigadores, la importancia de este trabajo (que ha sido publicado recientemente en la revista Buildings), radica en que aborda uno de los múltiples subproductos que se pueden obtener derivados de las aguas residuales en el entorno de las edificaciones: la energía térmica.

“El objetivo es aprovechar estas aguas como fuente de energía renovable, rompiendo el paradigma de estas como un residuo a eliminar, y reconociéndolas como un recurso con gran potencial”, tal y como asegura la investigadora de la UPM.

“Estos resultados también pueden ayudar a establecer un método predictivo o unas directrices de diseño y de dimensionamiento para los intercambiadores de calor en los sistemas de alcantarillado, ya que aportan datos suficientes para decidir si es o no conveniente colocar el intercambiador antes o después del punto donde se vierte el agua de lluvia”, indica.

Por último, los investigadores han destacado que la recuperación y el uso de estos recursos energéticos (residuos que proceden de las transformaciones de energía en nuestras ciudades y se vierten incorporados al agua usada a las redes urbanas subterráneas) es una acción circular y eficiente con un importante potencial.