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Cultura y Artes

Las universidades recurren a la geoingeniería para recortar sus presupuestos de carbono

Cuando los administradores de la Universidad de Princeton decidieron reducir las emisiones de carbono provenientes de la calefacción y refrigeración de su campus, optaron por un método que está ganando popularidad entre los colegios y universidades.

Comenzaron a perforar agujeros profundamente en el suelo.

La universidad está utilizando la tierra debajo de su campus para crear un nuevo sistema que mantendrá los edificios a temperaturas confortables sin quemar combustibles fósiles. El proyecto multimillonario, que utiliza un proceso conocido como geointercambio, marca un cambio significativo en la forma en que Princeton obtiene su energía y es clave para el plan de la universidad de dejar de agregar gases de efecto invernadero a la atmósfera para 2046.

La perforación crea un desastre tremendamente fangoso, pero al fin y al cabo, los más de 2.000 pozos previstos para el campus serán indetectables, a pesar de realizar un impresionante juego de manos. Durante los meses calurosos, el calor extraído de los edificios de Princeton se almacenará en gruesas tuberías a gran profundidad hasta el invierno, cuando el calor volverá a subir.

El cambio es significativo. Desde su fundación en 1746, Princeton ha calentado sus edificios quemando combustibles a base de carbono, en forma de leña, luego carbón, luego fueloil y luego gas natural.

«Este momento es singular», dijo Ted Borer, director de plantas de energía de la escuela. «Aquí es cuando cambiamos a algo que no requiere combustión».

Geoexchange no es nuevo, pero es cada vez más una opción hecha por colegios y universidades, particularmente en el norte de Estados Unidos, que buscan descarbonizar. Geoexchange es un tipo de sistema geotérmico. Otros tipos extraen calor de las profundidades de la tierra pero no lo devuelven.

Lindsey Olsen, vicepresidente asociado e ingeniero mecánico senior de Salas O'Brien, una firma de ingeniería técnica, dijo que hace cinco años la compañía estaba trabajando en dos o tres proyectos geotérmicos en el campus al mismo tiempo. Esa cifra ha aumentado a entre 20 y 30 proyectos, dijo.

“Realmente parece que se duplica cada año”, dijo Olsen. «Para las instituciones del clima del norte que tienen demandas de calefacción, la geotermia es una de las tecnologías económicamente más viables para producir calefacción con bajas emisiones de carbono».

Entre las universidades donde se están probando, instalando o están en uso sistemas geotérmicos o de intercambio geotérmico: Smith, Oberlin, Dartmouth, Mount Holyoke y William & Mary. La Universidad de Cornell ha excavado un pozo geotérmico de prueba de dos millas en su campus de Ithaca y está utilizando geoexchange en uno de sus edificios en la isla Roosevelt en el East River de la ciudad de Nueva York. La Universidad de Brown perforó pozos de prueba para medir la conductividad térmica el otoño pasado, y la Universidad de Columbia obtuvo un permiso minero estatal especial para perforar un pozo de prueba de 800 pies en su campus de la ciudad de Nueva York.

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Muchas de las universidades están utilizando sus proyectos como aulas, realizando seminarios educativos y visitas guiadas.

Geoexchange (también conocido como calefacción y refrigeración urbana geotérmica de fuente terrestre) funciona como un banco de almacenamiento de calor. En verano, el calor se extrae de los edificios cálidos, los enfría y se transfiere al agua que se envía a tuberías en una red de circuito cerrado a gran profundidad. El agua calentada se almacena debajo de la línea de escarcha, calentando la roca circundante. En invierno, esa agua calentada se bombea de regreso a través de tuberías hacia los edificios.

Los sistemas funcionan en conjunto con bombas de calor y, como todo funciona con electricidad, son mucho más ecológicos que las calderas de vapor que funcionan quemando gas natural, petróleo o propano.

Geoexchange se adapta especialmente a las universidades porque normalmente tienen muchos edificios muy juntos, el espacio necesario para los campos de perforación y su propia calefacción independiente, lo que facilita la adopción de nuevas tecnologías de calefacción y refrigeración. También tienden a tener recursos para inversiones a largo plazo: los sistemas requieren costos iniciales significativos, pero se prevé que ahorrarán dinero en años posteriores.

“Las instituciones que operan desde hace más de cien años están dispuestas a invertir mucho dinero, a pensar a largo plazo y a prestar atención a los beneficios que esto va a tener”, dijo la Sra. Olsen. Además, dijo, “tienen estudiantes que lo están exigiendo”.

Carleton College en Minnesota gastó 42 millones de dólares en su geointercambio, que se completó en 2021, y espera alcanzar el punto de equilibrio en 18 años. El sistema ha reducido el uso anual de gas natural de la escuela en aproximadamente un 70 por ciento y ha recortado 25 años del plan de la universidad para ser neutral en carbono, que ahora se espera para 2025, escribió en un correo electrónico Sarah Fortner, directora de sostenibilidad de Carleton.

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La Universidad Ball State en Indiana tiene lo que sus administradores dicen que es el sistema de intercambio geográfico más grande del país, con alrededor de 3.600 pozos. El proyecto, que se desarrolló en dos fases, finalizó en 2012 y 2015, costó $83 millones y ya se pagó solo, según James W. Lowe, vicepresidente asociado de planificación y gestión de instalaciones de la escuela. Desde entonces, la huella de carbono de la escuela se ha reducido en un 60 por ciento, afirmó.

En un reciente día fresco y brillante en Princeton, Borer y algunos colegas ofrecieron un recorrido por Poe Field, un espacio recreativo de tres acres y medio en el extremo sur del campus. Estaba rodeado de revestimiento de construcción y completamente revuelto, un mar de lodo.

“Así es como se ve salvar el planeta”, dijo Borer. “Es enormemente caótico. Está desordenado. es disruptivo”. Pero añadió: “Dentro de un año habrá niños jugando al frisbee aquí”.

Cinco plataformas de perforación trabajaban ruidosamente, abriéndose paso hasta una profundidad de 850 pies. Cada hoyo tarda dos días y medio en completarse y albergará tuberías verticales hechas de polietileno de alta densidad, dobladas sobre sí mismas como una pajita gigante y flexible. Esta tubería es de circuito cerrado (ningún líquido va al suelo) y estará conectada a una tubería horizontal más ancha que actúa como una arteria, un conducto para el agua y el calor. El señor Borer explicó lo que vendrá después. En verano, el calor de los edificios se extrae hacia el agua y, además, se calienta mediante bombas de calor a unos 90 grados Fahrenheit. El agua caliente se enviará a las tuberías subterráneas, calentando gradualmente algunos de los miles de millones de libras de roca subterránea circundante desde alrededor de 57 grados a alrededor de 70 grados. Cuando hace frío, la escuela puede extraer el agua caliente. En lugar de estar alrededor de los 55 grados, como normalmente estaría el agua subterránea, se espera que el agua geointercambiada esté entre 60 y 75 grados Fahrenheit, dijo Borer.

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«No estamos hablando de temperaturas extremas, pero habrá un enorme recurso del que podremos extraer calor y luego entregarlo a los edificios en el invierno», dijo.

Se espera que las 2.000 perforaciones de intercambio geográfico estén instaladas para 2033.

El corazón de toda la operación es un nuevo centro de control de energía. Alberga dos enormes bombas de calor, con espacio para agregar más a medida que el sistema se expanda, junto con dos tanques gigantes de almacenamiento de agua, uno para agua caliente y el otro para agua fría, cada uno lleno con 2,2 millones de galones de agua, que se utilizarán para calentar y enfriar el campus.

Un operador de planta controlará las necesidades y la generación de calor en tiempo real y, como un DJ de eficiencia energética, puede responder a lo que sucede y gestionar el calor y el frío, decidiendo cuándo almacenar calor en uno de los tanques o devolverlo al geointercambio. pozos y cuándo extraer calor para duchas y cocinas.

Se espera que el proyecto de Princeton cueste varios cientos de millones de dólares; Los funcionarios de la universidad no pudieron proporcionar una estimación más precisa. En una columna reciente, el presidente de Princeton, Christopher Eisgruber, dijo que la escuela habría gastado casi la misma cantidad para mantener o reemplazar su sistema de tuberías de vapor de 150 años de antigüedad. También se espera que reduzca el consumo de agua en un 20 por ciento.

En todo el país, los sistemas de geointercambio están generando algo que hoy en día es cada vez más raro en los campus: entusiasmo por parte de los estudiantes, profesores, personal y ex alumnos.

«Nunca había visto este nivel de consenso detrás de un proyecto», dijo David DeSwert, vicepresidente ejecutivo de finanzas y administración de Smith College, donde se está instalando un sistema de calefacción y refrigeración geotérmica. Se espera que reduzca las emisiones de carbono de la escuela en un 90 por ciento.

«No siempre soy la persona a la que aplauden en una reunión de profesores», continuó el Sr. DeSwert. “Cuando presentamos esto, estaban extremadamente felices. Y es un proyecto de infraestructura”.

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