Influencia de las aguas subterráneas en el potencial geotérmico muy superficial (vSGP) en el área de un sistema de colectores geotérmicos a gran escala (LSC)
Autores: Rammler, Mario; Zeh, Robin; Bertermann, David
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
El balance hídrico en el subsuelo muy superficial puede verse influenciado por el ascenso capilar debido a un alto nivel freático. Dado que el contenido de humedad es un factor importante para la conductividad térmica de los suelos, esto también puede influir en el potencial geotérmico muy superficial (vSGP). Por esta razón, se investigó el efecto de las variaciones espaciales y estacionales en los niveles freáticos sobre el contenido de humedad en capas de profundidad esenciales en un sistema de colectores geotérmicos a gran escala (LSC) en Bad Nauheim, Alemania. Se emplearon simulaciones cuasi-unidimensionales utilizando el sistema de simulación por elementos finitos FEFLOW para determinar contenidos de humedad dependientes del sitio y que varían estacionalmente, a partir de los cuales se derivaron conductividades térmicas. La configuración del modelo fue validada previamente en función de los contenidos de humedad registrados. Las simulaciones resultaron en diferencias máximas estacionales y espaciales relacionadas con el agua subterránea en la conductividad térmica de 0.14 W/(mK) en el área del LSC. Se obtuvieron diferencias mayores de hasta 0.21 W/(mK) para diferentes texturas de suelo a la misma profundidad debido a diferentes propiedades térmicas. Los resultados indican que un diseño eficiente de los LSC requiere una exploración del subsuelo suficientemente detallada para tener en cuenta las variaciones a pequeña escala en la distribución del tamaño de grano y el nivel freático.
Descripción
El balance hídrico en el subsuelo muy superficial puede verse influenciado por el ascenso capilar debido a un alto nivel freático. Dado que el contenido de humedad es un factor importante para la conductividad térmica de los suelos, esto también puede influir en el potencial geotérmico muy superficial (vSGP). Por esta razón, se investigó el efecto de las variaciones espaciales y estacionales en los niveles freáticos sobre el contenido de humedad en capas de profundidad esenciales en un sistema de colectores geotérmicos a gran escala (LSC) en Bad Nauheim, Alemania. Se emplearon simulaciones cuasi-unidimensionales utilizando el sistema de simulación por elementos finitos FEFLOW para determinar contenidos de humedad dependientes del sitio y que varían estacionalmente, a partir de los cuales se derivaron conductividades térmicas. La configuración del modelo fue validada previamente en función de los contenidos de humedad registrados. Las simulaciones resultaron en diferencias máximas estacionales y espaciales relacionadas con el agua subterránea en la conductividad térmica de 0.14 W/(mK) en el área del LSC. Se obtuvieron diferencias mayores de hasta 0.21 W/(mK) para diferentes texturas de suelo a la misma profundidad debido a diferentes propiedades térmicas. Los resultados indican que un diseño eficiente de los LSC requiere una exploración del subsuelo suficientemente detallada para tener en cuenta las variaciones a pequeña escala en la distribución del tamaño de grano y el nivel freático.