Medidas de las propiedades térmicas del terreno in situ y en laboratorio

Abstract

El estudio de las propiedades térmicas del terreno es necesario para el diseño de multitud de proyectos en el ámbito de las energías renovables tales como instalaciones de aprovechamiento geotérmico y plantas solares fotovoltaicas. Además, el conocimiento de los parámetros térmicos del suelo es imprescindible para el correcto diseño de almacenamientos de residuos sólidos o radioactivos, en estabilización térmica de suelos y en obras que requieran de tuberías o cables enterrados. Los principales parámetros que definen el comportamiento térmico de un suelo son la conductividad térmica (capacidad de conducir el calor), el calor específico (capacidad para almacenar el calor) y la difusividad térmica (facilidad para cambiar de temperatura). La medición de las propiedades térmicas del terreno puede efectuarse in situ o en laboratorio mediante métodos estacionarios o transitorios. En el presente trabajo se desarrollan los aspectos generales de la caracterización térmica del terreno, explicando de forma concisa los mecanismos de transferencia de calor, los parámetros y propiedades térmicas del terreno y los métodos de medida de estos, haciendo énfasis en los ensayos empleados en los estudios de terreno para los proyectos fotovoltaicos. Se analizan datos reales de medidas de la conductividad térmica in situ y en laboratorio de un total de 40 proyectos fotovoltaicos ubicados en diferentes localidades del territorio español. Se examinan los valores de la conductividad térmica frente a otros parámetros de los diferentes tipos de suelos de estudio y se comparan los resultados obtenidos in situ frente a los resultados de laboratorio. Por último, se desarrollan conclusiones y se hace una breve valoración de la metodología empleada actualmente en el diseño del cableado de las plantas fotovoltaicas.