Xarxa de mesura de paràmetres hidrogeològics i geotèrmics (Projecte Vielha SMART)
Projecte Vielha Smart Multi-RES micro DHC grid (Xarxa de mesura de paràmetres hidrogeològics i geotèrmics)
El projecte Vielha Smart Multi-RES micro DHC grid promogut pel Conselh Generau d’Aran (CGA) i l’Ajuntament de Vielha i Mijaran respon a un futur projecte de xarxa de climatització urbana de fred i calor per subministrar energia a diversos equipaments i edificis de Vielha, a la Val d’Aran, entre els quals el Palai de Geu, el Palai d’Esports i l’Institut ES Aran i l’Escola Garona. El seu objectiu és eliminar l’ús de combustibles fòssils (gas i gasoil) mitjançant una xarxa equipada amb fonts renovables 100% locals. El projecte es planteja mitjançant una hibridació d’energia geotèrmica superficial acoblada amb energia solar (FV/T) com a font energètica de base, més biomassa local per cobrir pics de demanda. El projecte analitzarà la necessitat que el camp de captació geotèrmic actuï com un possible sistema d’emmagatzematge tèrmic al subsol.
L’any 2021 el CGA i l’ICGC van signar un conveni de col·laboració per a impulsar la geotèrmia a la Val d’Aran. Entre d’altres tasques, el conveni preveu que l’ICGC acompanyarà al CGA en la realització dels estudis i treballs d’enginyeria necessaris per a dur a terme el projecte de climatització urbana, i col·laborar per a buscar projectes finançats per fons europeus en els quals es pugui incloure el projecte com a cas demostratiu. En aquest sentit, l’any 2024, el concepte general del projecte ‘Vielha Smart Multi-RES micro DHC grid’ ha estat incorporat al projecte europeu FlexGeo (Pathing the Way for Flexible Geothermal Energy Systems with Reversible ORC Systems, Advanced Control and Novel System Designs), aprovat dins de la convocatòria CL5-2023-D03-02-06 Smart use of geothermal electricity and heating and cooling in the energy System en el qual participaran l’ICGC i el CGA.
Concepte general del projecte (Font: Piris & Herms, 2021. Jornades tècniques "GeoEnergia a Catalunya". Núm. 03. El debat de la transició energètica en el territori i el rol de la geotèrmia 9:45 – 14:15 h, 12 de novembre de 2021, Auditori Campus de Cappont, Universitat de Lleida).
Estudi geològic, hidrogeològic i geotèrmic
La 1a fase del projecte es va dur a terme entre 2020 i 2021 en la qual es va elaborar una memòria bàsica del contingut del projecte. La 2a fase del projecte correspon a l’estudi geològic, hidrogeològic i geotèrmic. Els treballs de camp d’investigació i caracterització del subsol es van dissenyar entre el 2021 i 2022. Posteriorment es van licitar i encarregar a la tardor del 2023 i la seva execució ha finalitzat a la primavera del 2024. Una vegada finalitzada la fase d’exploració, l’ICGC elaborarà l’estudi geològic, hidrogeològic i geotèrmic a partir del qual es modelitzarà i simularà el comportament tèrmic del terreny amb la implementació d’un projecte d’aprofitament d’intercanvi geotèrmic i per a l’emmagatzematge subterrani de calor.
El següent pas consistirà a realitzar l’estudi d’alternatives i l’avantprojecte d’enginyeria bàsica en el qual, a partir de les necessitats identificades als edificis, es podrà definir la configuració més òptima per cobrir la demanda de fred i calor amb cada tipus d’energia renovable (geotèrmia, biomassa i energia solar).
A l’esquerra treballs d’exploració del terreny (febrer 2024, font: ICGC). Al centre, execució d’un sondeig (febrer, 2024. font: CGA). A la dreta, execució d’un assaig de resposta tèrmica o TRT (març, 2024. font: ICGC).
Xarxa de mesura de paràmetres hidrogeològics i tèrmics del projecte
Estacions i instrumentació
Durant els treballs d’exploració del terreny en la àrea d'estudi, s'han realitzat 2 sondeigs d'investigació geològica de 21 i 102 m de profunditat amb recuperació de testimoni continu. En el sondeig llarg s’han efectuat assaigs hidràulics per determinar la permeabilitat hidràulica del subsol. A més, s'han instal·lat 2 bescanviadors geotèrmics de 100 metres de profunditat equipats amb sonda geotèrmica simple en "U" de 46 mm en els quals s’ha efectuat dos assaigs de resposta tèrmica (TRT). Aquests quatre punts de nova construcció han estat equipats amb diversos sensors i instruments que seran monitoritzats de manera periòdica:
- Sondeigs d’investigació geològica (SXGV02 a 102m i SXGV04 a 21 m): Estan finalitzats com a piezòmetres oberts amb tub de PVC - filtre a diverses profunditats. Els dos punts s’han equipat amb un sensor fix de temperatura i de nivell piezomètric i una cadena de sensors de temperatura a diverses profunditats.
- Sondeigs bescanviadors geotèrmics (SXGV01 i SXGV03 a 100 m): Estan equipats amb sonda geotèrmica de PE100 40,0 x 3,7 mm simple en “U” i posteriorment cimentats al terreny amb beurada de ciment termoactiu. A més s’ha instal·lat una cadena de sensors de temperatura a diverses profunditats en la part exterior del tub. Aquests sensors han permès monitoritzar la resposta del terreny durant la realització dels 2 assaigs de resposta tèrmica o TRT (Thermal Respons Test) per l’obtenció de dades de conductivitat tèrmica equivalent i la resistivitat de la perforació. Addicionalment, cada sondeig s’ha equipat amb cable híbrid de fibra òptica i coure fins al fons del sondeig. Aquesta instal·lació permetrà realitzar mesures in situ de la temperatura a diferents profunditats al llarg de tota la longitud del sondeig. També permetrà obtenir un model de conductivitat tèrmica del terreny discret per cada nivell geològic a partir de la realització d’assaigs de resposta tèrmica amb control distribuït de la temperatura o DTRT (Distributed Thermal Response Test) i l’aplicació de calor a través del cable híbrid de fibra òptica.
A la Taula 1 es poden descarregar les columnes litològiques i els perfils de temperatura mesurats en cada punt i els informes de realització i interpretació TRT efectuats al mes de març de 2024, aplicant una interpretació convencional basada en el model de la teoria de la font lineal de Kelvin aplicada a un bescanviador vertical (Ingersoll and Plass, 1948).
Punt | Tipus | Profunditat (m) | Columnes litològiques (PDF) | Informes assaigs de resposta tèrmica (TRT) (PDF) |
---|---|---|---|---|
SXGV-02 | Sondatge d'exploració geològica (amb recuperació de testimoni continu) | 102,60 | - | |
SXGV-04 | Sondatge d'exploració geològica (amb recuperació de testimoni continu) | 21,00 | - | |
SXGV-01 | Bescanviador geotèrmic (perforació a destrossa) | 100,00 | ||
SXGV-03 | Bescanviador geotèrmic (perforació a destrossa) | 100,00 |
Taula 1. Descripció dels punts instal·lats a la Xarxa de mesura de paràmetres hidrogeològics i geotèrmics del projecte.
Sistema d'adquisició de dades pel monitoratge
Els sensors de temperatura i nivell d’aigua dels 4 punts implementats (SXGV-01 a 04) s’enregistren automàticament. Per poder controlar i consultar les dades d’aquests paràmetres, s’han equipat els 4 punts amb un sistema de telemetria. Aquestes dades s'emmagatzemen en un enregistrador temporal per ser enviades de forma automàtica a la base de dades espacial del sistema NetMon© (Sistema de monitoratge d'estacions de mesura i control) de l’ICGC.
Treballs d’execució i instrumentació dels punts (abril 2024, font ICGC i CGA)
Consulta les dades de monitoratge de temperatura i nivell d’aigua del subsol a l’àmbit d’estudi
Les dades de monitoratge es poden consultar a través del Visor ICGC Geoindex – XEGCat. Per a cada estació de mesura o punt de control, es poden consultar i visualitzar les dades en forma de gràfic per un període de consulta que pot ser de fins a un any. El gràfic mostra les variables de temperatura (°C) i/o la cota piezomètrica (msnm) respecte del temps.
En el menú de selecció és possible triar en primer lloc la variable o variables que es volen visualitzar, el rang de temps del que es vol fer la consulta, les estacions per a les que es vol fer la consulta i finalment els sensors de cada estació dels que es volen consultar les dades.
El visor permet la descàrrega de les dades en format *.csv. Per a cada estació és possible també la visualització i descàrrega de la columna litològica de l’estació de monitoratge.
Referències
Ingersoll, L.R. and Plass H.J. (1948). “Theory of the ground pipe heat source for the heat pump”. ASHVE Trans. 47: 339-348.