El secreto para calentar de manera eficiente algunos edificios podría acechar bajo nuestros pies, en el calor que los humanos han almacenado sin darse cuenta bajo tierra. 

Así como las ciudades calientan el aire circundante, dando lugar a islas de calor urbanas , también la infraestructura humana calienta la tierra subyacente ( SN: 27/03/09 ). Ahora, un análisis de pozos de agua subterránea en Europa y partes de América del Norte y Australia revela que aproximadamente un par de miles de esos lugares poseen un exceso de calor subterráneo que podría reciclarse para calentar edificios durante un año, informan los investigadores el 8 de julio en Nature Communications .

Es más, incluso si los humanos lograran eliminar toda esta contaminación térmica acumulada, la infraestructura existente en aproximadamente una cuarta parte de los lugares continuaría calentando el suelo lo suficiente como para que el calor se pudiera recolectar durante muchos años. Eso podría reducir la dependencia de los combustibles fósiles y ayudar a mitigar el cambio climático.

Este trabajo muestra el impacto que podría tener el reciclaje de calor subterráneo si se aprovecha a gran escala, dice el hidrogeólogo Grant Ferguson de la Universidad de Saskatchewan en Saskatoon, Canadá, que no participó en el estudio. “Hay mucho potencial sin explotar ahí fuera”.

El calor se filtra hacia el subsuelo desde las raíces cálidas de estructuras como edificios, estacionamientos y túneles, y desde superficies artificiales como el asfalto, que absorben la radiación solar. En Lyon, Francia, por ejemplo, los investigadores en 2016 descubrieron que la infraestructura humana calentaba las aguas subterráneas en más de 4 grados centígrados .

Los científicos no entienden completamente cómo la contaminación por calor altera los ambientes subterráneos. Pero el calentamiento del subsuelo puede hacer que los contaminantes, como el arsénico, se muevan más fácilmente a través de las aguas subterráneas.

La extracción de la contaminación térmica podría lograrse canalizando agua subterránea a bombas de calor en la superficie. El agua, calentada bajo tierra por todo ese calor atrapado, podría calentar los edificios a medida que libera calor en sus interiores más fríos, dice Susanne Benz, científica ambiental de la Universidad de Dalhousie en Halifax, Canadá.

Aprovechar el calor subterráneo de esta manera podría proporcionar a algunas comunidades un medio confiable y de bajo consumo de energía para calentar sus hogares, dice Benz. “Y si no lo usamos, seguirá acumulándose”, dice ella.

Benz y sus colegas analizaron el tamaño de la población, la demanda de calefacción y la temperatura del agua subterránea en más de 6000 lugares, la mayoría de los cuales estaban en Europa. Los investigadores encontraron que en alrededor del 43 por ciento de los lugares, en su mayoría cerca de áreas densamente pobladas, se había acumulado suficiente calor en los 20 metros superiores de la tierra para satisfacer la demanda de calefacción local de un año.

Curiosos por la sostenibilidad, los investigadores también identificaron lugares donde el flujo continuo de calor hacia el subsuelo, y no solo la contaminación térmica acumulada, era alto. Sus cálculos muestran que si primero se extrajera todo el calor acumulado, el calor que continuaba filtrándose de la infraestructura existente podría recolectarse en aproximadamente el 25 por ciento de las 6,000 ubicaciones. En el 18 por ciento de las ubicaciones, este calor reciclado podría satisfacer al menos una cuarta parte de la demanda de calefacción de la población local.

La construcción de sistemas para aprovechar la contaminación térmica humana hoy en día podría algún día ayudar a los residentes a aprovechar el calor del cambio climático, dicen los investigadores.

Usando proyecciones climáticas para finales de siglo, el equipo investigó la viabilidad de extraer calor subterráneo en un mundo más cálido. En el escenario de calentamiento más optimista considerado, que supone que las emisiones de gases de efecto invernadero alcanzan su punto máximo alrededor del año 2040, los investigadores descubrieron que el cambio climático calentaría el suelo lo suficiente para fines de siglo como para que el reciclaje de calor subterráneo en el 81 por ciento de los lugares estudiados pudiera satisfacer más de una cuarta parte de las demandas de calefacción de los locales. Si no hay esfuerzos para frenar las emisiones, ese número aumenta al 99 por ciento de los lugares.

Aunque los investigadores se centraron principalmente en Europa, Benz dice que otros continentes probablemente también posean abundante calor subterráneo que podría aprovecharse. En Europa y en otros lugares, el reciclaje de calor podría ser más factible en áreas suburbanas, dice, donde hay suficiente calor subterráneo acumulado para ayudar a satisfacer las demandas locales de calefacción y espacio para instalar sistemas de reciclaje de calor.

Mirando hacia el futuro, Benz planea investigar si el enfriamiento del subsuelo puede ayudar a reducir las temperaturas sobre el suelo en entornos urbanos. "Esto podría ser en realidad una pequeña herramienta adicional para controlar el calor urbano [sobre el suelo]".

CITAS

SA Benz et al. El reciclaje del calor del subsuelo poco profundo es una alternativa global sostenible para calentar espacios . Comunicaciones de la Naturaleza. vol. 13, 8 de julio de 2022, 3962. doi: 10.1038/s41467-022-31624-6.

G. Attard et al. Modelado determinista del impacto de las estructuras subterráneas en la temperatura del agua subterránea urbana. Ciencia del Medio Ambiente Total. vol. 572, 1 de diciembre de 2016, pág. 986. doi: 10.1016/j.scitotenv.2016.07.229.