¿Es la energía geotérmica la próxima solución para la sostenibilidad en los edificios?

Hay varios enfoques para calentar una casa aprovechando el suelo debajo de ella.

Una bomba de calor de fuente subterránea [1], también conocida como bomba de calor geotérmica, puede usar la tierra como fuente de calor en invierno y como sumidero de calor en verano. Estas soluciones son definitivamente sostenibles y ampliamente utilizadas, pero en realidad no se está alimentando del calor del interior de la tierra. En su lugar, explota la diferencia de temperatura natural entre la superficie y el suelo de la manera habitual con bomba de calor o utiliza el suelo como un almacén térmico estacional [3] donde se ahorra el calor del verano hasta que se necesita en invierno. Una tecnología relacionada es el geosolar [4] donde el calor del sol se recolecta activamente, se almacena bajo tierra y se libera como calefacción. Los sistemas más simples recolectan calor durante el día y lo distribuyen en el edificio durante la tarde y la noche. Los sistemas más grandes extienden esto al almacenamiento en verano y al gasto en invierno.

En resumen, puede explotar el suelo debajo de la casa incluso si no hace mucho calor. Calentamiento geotérmico [2] sin embargo, hacer uso directo del calor de la tierra. Para simplificar, perfora un pozo geotérmico y lo conecta al sistema de calefacción urbana. Entonces tienes casas calentadas por la tierra. Como propuesta de negocios, esto suele ser más conveniente que tratar de extraer electricidad del sistema geotérmico.

[1] bomba de calor geotérmica
[2] Calentamiento geotérmico
[3] Tienda termal estacional
[4] Combisistema solar

La geotermia mediante el uso de bases de energía (o pilas de energía), bucles de tierra y otros métodos realmente pueden ayudar a hacer que un edificio sea más sostenible. Al ciclar las temperaturas más constantes desde el suelo hacia un edificio, se requiere mucha menos energía para compensar las temperaturas exteriores.

No.

La razón es que no está disponible en todas partes.

Usted ha formulado la pregunta de manera que la energía geotérmica pueda resolver el problema energético mundial. Nunca lo hará, es demasiado pequeño en comparación con el panorama general.

La tecnología es hermosa, es una lástima que no podamos usarla en todas partes.

Si estamos hablando de regular la temperatura en el edificio usando tierra, la respuesta es: el mayor contribuyente a esto es el aislamiento.

Un edificio bien diseñado (la disposición correcta de la ventana) con un buen aislamiento casi resolverá el problema.

La energía geotérmica se produce de 3 formas principales: cuando la Tierra se formó hace eones, la energía cinética de la masa que se estrelló contra la superficie de la tierra se convirtió en calor. La fuerza de gravedad de la Tierra comprimió aún más los materiales que también generaron algo de calor, la descomposición natural del elemento provocó la producción de energía de fisión nuclear.
Además, la Luna, la gravedad del Sol, causó distorsiones periódicas (muy ligeramente) en la Tierra que también generan algo de calor, aunque muy poco.
En estas fuentes de calor: el proceso de formación de la Tierra se detuvo y la energía cinética convertida en calor ya no tiene suministro. El efecto de compresión por gravedad que genera calor ya no es significativo porque la materia ya es lo suficientemente densa en la Tierra. Los elementos radiactivos en la Tierra solo se pueden consumir, pero no se puede suministrar más desde el espacio; el calor que produjeron será más y más débil cuando pase el tiempo. El movimiento de las mareas causó que el calor sea demasiado pequeño en la Tierra para compensar la pérdida de calor a través de la disipación natural.
El calor producido desde el núcleo (20 × 10 × 12W) no puede compensar el calor que se conduce a la superficie y se disipa en el espacio (44 × 10 × 12W).
Entonces, como un hecho observado, la masa total de la Tierra se enfría todo el tiempo. Cuando no hay suministro (o no hay suficiente) mientras hay una pérdida constante (disipación de energía natural) o una pérdida acelerada (disipación de energía provocada por el hombre al aprovechar la energía geotérmica), es una lógica matemática simple: la energía geotérmica de la Tierra no es sostenible – Ni siquiera menciones renovables.
Alguien discute: la Tierra es tan grande y nosotros tan pequeños, usamos un poco de energía geotérmica, no importa. De acuerdo, si esta diferencia proporcional puede permitir a los humanos usar la energía geotérmica el tiempo suficiente para que la vida del Sol termine y comience a hincharse y quemar la Tierra, entonces tiene sentido. De lo contrario, no tiene sentido.
Entonces, ¿cuánto puede durar si usamos energía geotérmica?
Aquí hay un cálculo aproximado (porque en este caso solo necesitamos un análisis cualitativo para decidir el problema de sostenibilidad en la energía geotérmica):
En 2006, el uso humano 16 billones w / s;
Masa total de la Tierra: 5.9763 × 〖10〗 ^ 24 kg;
Densidad media: 5517 kg / M ^ 3;
Capacidad calorífica media estimada: 700 J / kg ℃;
Kilovatios / hora = 3.6 × 〖10〗 ^ 6 Julios;
16 billones de w / s = 〖16 × 10〗 ^ 9kw × 〖60〗 ^ 2s = 〖57.6 × 10〗 ^ 12kw / h;
1 ℃ abajo para la masa total de la Tierra:
5.9763 × 〖10〗 ^ 24 kg × 700 J / kg ÷ (3.6 × 〖10〗 ^ 6 Julios)
= 1162 × 〖10〗 ^ 18kw / h;
¿Cuántos años el uso humano puede causar 1 ℃ hacia abajo para la masa total de la Tierra?
1162 × 〖10〗 ^ 18kw / h ÷ 〖57.6 × 10〗 ^ 12kw / h × 24h × 7d × 52w
= 2309 años
¿Cuántos años el uso humano puede causar 200 ℃ hacia abajo para la masa total de la Tierra?
2309 años × 200 ℃ = 461,800 años
¿Cuántos años sacamos a nuestros descendientes usando energía geotérmica durante un año a esta velocidad?
2 mil millones año / 461,800 año≈4331 año
El calor dentro de la Tierra es la fuerza viva que mantiene viva a la Tierra: el calor dentro de la Tierra resiste el agua que se sorbe en la Tierra, mantiene el núcleo fundido que fluye y mantiene los campos magnéticos de la Tierra que protegen todas las vidas en él y eso también proteja la atmósfera que no ha sido arrastrada por el viento solar, mantenga en movimiento las placas continentales que hacen que las montañas mantengan la Tierra desigual para mantener el clima y eviten que toda la superficie de la Tierra se sumerja en 50 metros de agua …
La Tierra con energía geotérmica debilitada se convertirá en otro Marte.

He oído que el calor de la Tierra debido a la descomposición de los elementos radiactivos durará más que el reactor de fusión del Sol. Entonces, después de que el Sol se convierta en un gigante rojo, arroje sus capas externas, luego se contraiga en una enana blanca, la Tierra aún estará caliente.

¿Puedes decir “sostenible”?

Quizás en medio billón de años cuando el Sol seque la Tierra, estaremos viviendo bajo tierra. Los escritores de ciencia ficción han cubierto esta historia, ahora depende de los científicos y trabajadores de la construcción hacerla realidad.

En este momento, la Tierra emite más calor del que recolecta del Sol. Piénsalo.

Los defensores de la energía solar, se comen el corazón. Métete en la parte de atrás del autobús.

¿Por qué no usar ese calor geotérmico al salir? Se va de todos modos. ¿Por qué no darle un buen uso?

La verdadera pregunta es, ¿por qué no construimos lo contrario de los rascacielos? ¿Por qué no bajar 100 pisos en su lugar? Se calienta cuanto más baja.

Supongo que los problemas de inundación y gas radón son un problema. Pero, oye, lo tienes a nivel del suelo, junto con tornados, huracanes, súper volcanes, toboganes, incendios forestales, explosiones de rayos gamma, impacto de asteroides (invierno nuclear), frío invernal regular, calor de verano y cosas simples como la lluvia, hielo, nieve, hojarasca, moho, insectos, vides, raíces de árboles, árboles que caen, etc.

Mi sótano tiene más de 45 años pero nunca ha sido reemplazado o reparado. La bomba de sumidero, por supuesto, hace su trabajo en primavera. Ese es el único gasto.

Arriba tenemos un techo nuevo regularmente (varios miles de dólares), recortamos los árboles (varios $ k), ventanas nuevas (varios $ k), revestimiento nuevo (varios $ k), nuevas canaletas y bajantes (varios $ k), limpiamos el canalones constantemente (varios $ k), raspe la pintura y repinte (varios $ k).

En serio, ¿no ahorraría dinero a largo plazo construir bajo tierra? Una casa circular de concreto para mayor resistencia, y alquitrán para proteger el agua, y algo de aislamiento para mantener el calor en invierno. Un sistema de aire central de alta tecnología, un par de escaleras y salidas más, y listo.

Y piense en el riesgo de incendio. Una cáscara de hormigón, aislamiento de fibra de vidrio y paneles de yeso. No mucho de eso arderá. Solo el caparazón de papel en el panel de yeso.

El concreto moderno ni siquiera permite la entrada de mucho gas radón. Me parece un ganar-ganar.

Usar la tierra para regular la temperatura de un edificio en climas moderados es un enfoque muy práctico para la energía geotérmica. La temperatura constante de la tierra debajo de la línea de hielo es una forma efectiva de administrar la cantidad de energía suplementaria necesaria para calentar y / o enfriar.
Incrustar una casa en la tierra es una forma efectiva de almacenar y dispersar energía térmica en la masa térmica.

No.