Aprovechamiento energético del agua de las minas abandonadas del valle laciana

Resumen

El Valle Laciana se trata de una zona geográfica situada al noroeste de la provincia de León (España) en la que se ha desarrollado la actividad de extracción de carbón durante buena parte del siglo XX. La coyuntura económica y social de las primeras dos décadas del siglo XXI ha provocado el cierre de las explotaciones mineras, lo que ha repercutido gravemente en la zona, forzando un éxodo masivo tanto de personas como de capitales. El presente doctorado pretende plantear una solución que favorezca la situación actual del Valle Laciana aprovechando el potencial energético de las aguas de sus minas. El abandono de las mismas ha favorecido la recuperación del nivel freático original apareciendo numerosas surgencias a lo largo del Valle. Para valorar el potencial energético de las aguas de mina del Valle Laciana se ha llevado a cabo una caracterización de las aguas de nueve puntos donde emanan naturalmente las mismas. En concreto, se han caracterizado las aguas de la mina de montaña de Calderón (en bocamina y en la zona de transformadores), la mina de montaña de Lumajo, la mina de montaña de Carrasconte, la mina de Bolsada (en Caboalles de Arriba y en Caboalles de Abajo), la mina de montaña de Paulina, el pozo María y la mina de montaña Transversal de Villablino. Para cada una de estas aguas y sus localizaciones se han medido la temperatura y una serie de parámetros que permiten conocer la naturaleza de las mismas, a través de los índices de Langelier y de Ryznar. También se ha estudiado su composición química a través de un estudio de cationes y se han definido los tratamientos necesarios según su naturaleza. Se han evaluado diversas tecnologías de aprovechamiento energético del agua de las minas entre las que destacan la geotermia con circuito cerrado, la geotermia con circuito abierto, la hidroelectricidad a través de microturbinas y la hidroelectricidad convencional, resultando la geotermia con circuito abierto la más ventajosa. También se ha elaborado un estudio de alternativas de implantación de aprovechamiento geotérmico en los lugares evaluados en la caracterización de las aguas de mina. En el estudio se han tenido en cuenta factores como la temperatura, la necesidad de tratamiento, la inversión estimada, la población abastecida, lo posibles clientes y la capacidad de ampliación. Tras realizar los estudios de alternativas tanto tecnológicas como de localización y recurso, se llegó a la conclusión de que la opción más ventajosa es realizar un aprovechamiento geotérmico con circuito abierto en las instalaciones del pozo Calderón y aprovechar energéticamente las aguas de la mina de montaña de Calderón. Se ha estudiado la problemática de diseño de una red de calor que pueda abastecer, tanto de calefacción como de agua caliente sanitaria, a ocho edificios públicos de la localidad de Villablino. Para ello, se han modelizado los diversos elementos del sistema y se han analizado las variables de diseño que afectan al rendimiento y viabilidad del conjunto. Entre las modelizaciones realizadas se encuentran las del sistema de generación, compuesto por dos enfriadoras dispuestas en serie y a contraflujo, un intercambiador de calor de carcasa y tubo para agua de mina y un depósito térmico que acumule el agua de mina y sirva de regulación del sistema. También, se han modelizado las conducciones de la red de calor que lleva el agua desde la sala de generación hasta los clientes, analizando su diámetro, tipología y aislamiento, y viendo la afección de estos parámetros a la viabilidad técnica del sistema. Se ha estudiado, a su vez, la implementación de los equipos de la red de calor en las salas técnicas de cada uno de los clientes detallando las conexiones necesarias para abastecer geotérmicamente los circuitos de calefacción existentes. Por último, se ha confeccionado un análisis económico de la red de calor de Villablino, donde se ha estudiado su rentabilidad.