{"id":4764,"date":"2026-02-24T10:41:26","date_gmt":"2026-02-24T09:41:26","guid":{"rendered":"https:\/\/ghetool.eu\/?post_type=course&#038;p=4764"},"modified":"2026-10-09T16:31:43","modified_gmt":"2026-10-09T14:31:43","slug":"resistencia-termica-efectiva-de-la-perforacion","status":"publish","type":"course","link":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/course\/effective-borehole-thermal-resistance\/","title":{"rendered":"La resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n"},"content":{"rendered":"<p>Un concepto clave en el mundo del dise\u00f1o de perforaciones es el\u00a0<strong>resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n<\/strong> que es una medida de la capacidad del pozo para intercambiar calor con el suelo. Este es el primero de dos conceptos importantes para comprender el comportamiento t\u00e9rmico de su perforaci\u00f3n.<br \/>\n<\/p>\n<\/p>\n<p><iframe title=\"Cap\u00edtulo 2.2 : La resistencia t\u00e9rmica efectiva del sondeo\" width=\"800\" height=\"450\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/PD4Ad9BWJRU?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/p>\n<p>\n\n\n\n<h2>Comportamiento t\u00e9rmico de un campo de sondeo<\/h2>\n<p class=\"\" data-start=\"23\" data-end=\"385\">Antes de introducir el concepto de resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n, echemos un vistazo al perfil de temperatura que se muestra a continuaci\u00f3n. B\u00e1sicamente, podemos distinguir dos tendencias diferentes:<\/p>\n<ol>\n<li data-start=\"389\" data-end=\"455\">Variaci\u00f3n estacional y anual de la temperatura de la pared del pozo, indicada por la l\u00ednea negra.<\/li>\n<li data-start=\"389\" data-end=\"455\">Una cierta diferencia entre la temperatura de la pared del pozo y las temperaturas del fluido<\/li>\n<li style=\"list-style-type: none;\"><\/li>\n<\/ol>\n<figure id=\"attachment_4768\" aria-describedby=\"caption-attachment-4768\" style=\"width: 744px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4768 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Temperature-profile.png\" alt=\"Ejemplo de perfil de temperatura.\" width=\"744\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Temperature-profile.png 744w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Temperature-profile-300x161.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Temperature-profile-18x10.png 18w\" sizes=\"(max-width: 744px) 100vw, 744px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4768\" class=\"wp-caption-text\">Ejemplo de perfil de temperatura.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Dado que el objetivo del dise\u00f1o de los campos de perforaci\u00f3n es garantizar que las temperaturas de los fluidos se mantengan dentro de ciertos l\u00edmites, es importante comprender ambos efectos. El primero, el efecto estacional y anual, se denomina <strong>comportamiento a largo plazo<\/strong> del campo de perforaci\u00f3n y se discutir\u00e1 en <a href=\"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/curso\/efectos-a-largo-plazo-g-funciones\/\">el pr\u00f3ximo cap\u00edtulo<\/a>. La diferencia entre la temperatura de la pared del pozo y las (tres) temperaturas del fluido es, la\u00a0<strong>efecto a corto plazo<\/strong>, y viene dada por la siguiente relaci\u00f3n:<\/p>\n<p>$$\\overline{T}_f(t)=\\overline{T}_b+\\dot{q}(t)\\cdot R^*_b(t)$$donde $\\overline{T}_f(t)$ es la temperatura media del fluido (ya sea de extracci\u00f3n, inyecci\u00f3n o carga base) en el instante $t$ en (\u00b0C), $\\overline{T}_b(t)$ es la temperatura de la pared del pozo en el instante $t$ en (\u00b0C), $\\dot{q}(t)$ es la extracci\u00f3n\/inyecci\u00f3n de calor espec\u00edfico en el instante $t$ en (W\/m) y $R^*_b(t)$ la resistencia t\u00e9rmica efectiva del pozo en el instante $t$ en (m\u00b7K\/W). Esto tambi\u00e9n se ilustra en la imagen siguiente.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4778\" aria-describedby=\"caption-attachment-4778\" style=\"width: 2560px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-4778 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Resistance-1-scaled.png\" alt=\"Esquema del comportamiento t\u00e9rmico de los campos de sondeo.\" width=\"2560\" height=\"949\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Resistance-1-scaled.png 2560w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Resistance-1-300x111.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Resistance-1-1024x380.png 1024w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Resistance-1-768x285.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Resistance-1-1536x569.png 1536w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Resistance-1-2048x759.png 2048w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Resistance-1-18x7.png 18w\" sizes=\"(max-width: 2560px) 100vw, 2560px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4778\" class=\"wp-caption-text\">Esquema del comportamiento t\u00e9rmico de los campos de sondeo.<\/figcaption><\/figure>\n<p>La f\u00f3rmula anterior deja claro por qu\u00e9 podemos distinguir entre un comportamiento a corto y a largo plazo del campo de sondeo. Si estamos extrayendo energ\u00eda del subsuelo de forma instant\u00e1nea, la temperatura del fluido se ver\u00e1 afectada, pero la temperatura de la pared del pozo permanecer\u00e1 m\u00e1s o menos constante. Sin embargo, si lo hacemos durante d\u00edas (o a\u00f1os) de forma continuada, esta $\\overline{T}_b$ tambi\u00e9n empezar\u00e1 a cambiar.<\/p>\n<p>Por lo tanto, se podr\u00eda decir que los efectos a corto plazo son\u00a0<strong>relacionados con la energ\u00eda<\/strong> mientras que los efectos a largo plazo sobre la temperatura de la pared de la perforaci\u00f3n son\u00a0<strong>relacionados con la energ\u00eda<\/strong>.<\/p>\n<p>Esta f\u00f3rmula deja claro que la diferencia de temperatura $\\Delta T$ entre nuestra fuente (la temperatura de la pared del pozo) y el fluido es:$$\\Delta T = \\dot{q}(t)\\cdot R^*_b$$<\/p>\n<div class=\"note\">Quiz\u00e1s recuerde la famosa ecuaci\u00f3n de Ohm en el campo de la electricidad: $$U=R\\cdot I$$donde $U$ es la tensi\u00f3n a trav\u00e9s de un componente, $I$ la corriente que lo atraviesa y $R$ la resistencia del componente. Cuanto mayor sea la corriente, mayor ser\u00e1 la ca\u00edda de tensi\u00f3n a trav\u00e9s del componente el\u00e9ctrico. Lo mismo ocurre en este caso: cuanto mayor sea la potencia $\\dot{q}$, mayor ser\u00e1 la diferencia entre la temperatura de la pared del pozo y la temperatura del fluido.<\/div>\n<div><\/div>\n<div>Por tanto, si queremos que nuestro campo de sondeo sea lo m\u00e1s peque\u00f1o posible, queremos mantener las temperaturas de nuestros fluidos lo m\u00e1s cerca posible de la temperatura del suelo, lo que significa que queremos minimizar tanto la extracci\u00f3n de calor espec\u00edfico como la resistencia t\u00e9rmica efectiva del pozo. Ambos aspectos se tratar\u00e1n m\u00e1s adelante.<\/div>\n<h2>Extracci\u00f3n de calor espec\u00edfico<\/h2>\n<p>La extracci\u00f3n espec\u00edfica de calor $\\dot{q}(t)$ es una medida de la potencia por unidad de longitud de perforaci\u00f3n que atraviesa la pared del pozo. Si se tiene, por ejemplo, una perforaci\u00f3n de 100 m de profundidad y se extrae de ella una potencia de 1 kW, la extracci\u00f3n espec\u00edfica de calor en ese momento es de 10 W\/m. Sin embargo, si se extrajera la misma potencia de dos perforaciones de 100 m, la extracci\u00f3n espec\u00edfica de calor s\u00f3lo ser\u00eda de 5 W\/m.<\/p>\n<p>En el segundo caso, la diferencia entre la temperatura del fluido y la de la pared de la perforaci\u00f3n ser\u00eda s\u00f3lo la mitad de la de la perforaci\u00f3n \u00fanica, con lo que la temperatura del fluido y la de la pared de la perforaci\u00f3n se aproximar\u00edan.<\/p>\n<p><strong>Por lo tanto, para el efecto a corto plazo, es beneficioso tener m\u00e1s contadores de sondeo.<\/strong><\/p>\n<p>Se trata de una conclusi\u00f3n bastante contradictoria: si queremos que el campo de perforaci\u00f3n sea m\u00e1s peque\u00f1o, queremos que la temperatura del fluido sea cercana a la temperatura de la pared de la perforaci\u00f3n, pero, por lo tanto, \u00a1ser\u00eda mejor tener una longitud total de perforaci\u00f3n mayor!<\/p>\n<p>La soluci\u00f3n est\u00e1 en el otro factor de la ecuaci\u00f3n: la resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n.<\/p>\n<div class=\"note\">Tenga en cuenta que para el efecto a corto plazo, la posici\u00f3n de estas perforaciones no importa mucho, s\u00f3lo la longitud total de la perforaci\u00f3n. La posici\u00f3n ser\u00e1 importante cuando hablemos de los efectos t\u00e9rmicos a largo plazo en el pr\u00f3ximo cap\u00edtulo.<\/div>\n<h2>Resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n<\/h2>\n<p>La resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n es una medida de la capacidad de la perforaci\u00f3n para intercambiar calor con el suelo y normalmente se desea que sea lo m\u00e1s peque\u00f1a posible (entre 0,05 y 0,25 mK\/W). En la imagen siguiente se muestra esquem\u00e1ticamente esta resistencia.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4770\" aria-describedby=\"caption-attachment-4770\" style=\"width: 2560px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-4770 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Borehole-resistance-components-scaled.png\" alt=\"Representaci\u00f3n visual de los elementos importantes de la resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n.\" width=\"2560\" height=\"1077\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Borehole-resistance-components-scaled.png 2560w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Borehole-resistance-components-300x126.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Borehole-resistance-components-1024x431.png 1024w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Borehole-resistance-components-768x323.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Borehole-resistance-components-1536x646.png 1536w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Borehole-resistance-components-2048x862.png 2048w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Borehole-resistance-components-18x8.png 18w\" sizes=\"(max-width: 2560px) 100vw, 2560px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4770\" class=\"wp-caption-text\">Representaci\u00f3n visual de los elementos importantes de la resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Podemos identificar claramente tres contribuciones diferentes a la resistencia global:<\/p>\n<ol>\n<li class=\"\" data-start=\"257\" data-end=\"314\">\n<p class=\"\" data-start=\"259\" data-end=\"314\">Del fluido a la tuber\u00eda (transferencia de calor por convecci\u00f3n)<\/p>\n<\/li>\n<li class=\"\" data-start=\"315\" data-end=\"362\">\n<p class=\"\" data-start=\"317\" data-end=\"362\">A trav\u00e9s de la tuber\u00eda (transferencia de calor por conducci\u00f3n)<\/p>\n<\/li>\n<li class=\"\" data-start=\"363\" data-end=\"430\">\n<p class=\"\" data-start=\"365\" data-end=\"430\">A trav\u00e9s de la lechada a la pared de la perforaci\u00f3n (transferencia de calor conductiva)<\/p>\n<\/li>\n<\/ol>\n<p>Si queremos que la resistencia de la perforaci\u00f3n sea lo m\u00e1s peque\u00f1a posible, estos son los tres elementos en los que debemos centrarnos. Analic\u00e9moslos uno por uno.<\/p>\n<div class=\"advanced\">\n<p>Las resistencias indicadas anteriormente son una simplificaci\u00f3n excesiva de la realidad, ya que en realidad los tubos tambi\u00e9n interact\u00faan entre s\u00ed. A continuaci\u00f3n se muestra una representaci\u00f3n m\u00e1s precisa de la resistencia de, por ejemplo, una sonda de doble U.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4771\" aria-describedby=\"caption-attachment-4771\" style=\"width: 300px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-4771\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Double-U-300x257.png\" alt=\"Red t\u00e9rmica para un tubo de doble U. (Claesson &amp; Javed, 2019)\" width=\"300\" height=\"257\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Double-U-300x257.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Double-U-14x12.png 14w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Double-U.png 462w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4771\" class=\"wp-caption-text\">Red t\u00e9rmica para un tubo de doble U. (Claesson &amp; Javed, 2019)<\/figcaption><\/figure>\n<p>A partir de las resistencias t\u00e9rmicas anteriores, se pueden calcular dos resistencias: la resistencia local del pozo $R_b$, que expresa la resistencia entre las tuber\u00edas y la pared del pozo, y la resistencia interna $R_a$, que abarca las interacciones internas entre las diferentes tuber\u00edas.<\/p>\n<p>Suponiendo que la temperatura de la pared de la perforaci\u00f3n sea constante, la resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n puede calcularse como: $$R^*_b=R_b\\cdot \\eta \\cdot coth(\\eta)$$where$$\\eta=\\frac{Rv}{\\sqrt{2R_bR_a}}$$and$$R_v=\\frac{H}{\\rho_f c_f V_f}$$con $H$ la longitud del pozo (m), $\\rho_f$ la densidad del fluido en (kg\/m\u00b3), $c_f$ la capacidad calor\u00edfica espec\u00edfica del fluido en (J\/(kgK)) y $V_f$ el caudal a trav\u00e9s de una tuber\u00eda en (m\u00b3\/s). Al final de este cap\u00edtulo figuran algunas referencias relacionadas con los m\u00e9todos de c\u00e1lculo expl\u00edcito y el m\u00e9todo multipolar general.<\/p>\n<\/div>\n<div class=\"advanced\">Hay una diferencia importante entre el <b>resistencia de perforaci\u00f3n<\/b> y el <b>resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n<\/b>. La primera se denomina resistencia local y es la misma para cada longitud de perforaci\u00f3n, sin embargo, la resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n es una propiedad de toda la perforaci\u00f3n ya que se define como:$$R^*_b=\\frac{\\overline{T}_f-\\overline{T}_b}{\\dot{q}}$1TP22Sin embargo, en la pr\u00e1ctica, la resistencia de la perforaci\u00f3n tambi\u00e9n se utiliza cuando se hace referencia a la resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n, ya que es la que se utiliza y se indica en el software de dise\u00f1o. Sin embargo, al hablar del c\u00e1lculo de estas resistencias, es importante utilizar la terminolog\u00eda correcta.<\/div>\n<div class=\"note\">\n<p>Otro elemento importante que hay que tener en cuenta es que la resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n es un modelo de estado estacionario, lo que significa que no se tiene en cuenta la inercia t\u00e9rmica del fluido y del suelo. Por lo tanto, si se realiza una extracci\u00f3n de 10 kW durante s\u00f3lo una hora, esto tendr\u00eda un efecto inmediato en la temperatura del fluido; sin embargo, en realidad, la capacidad t\u00e9rmica del fluido amortiguar\u00eda este pico de temperatura. Esto puede considerarse una seguridad inherente al dise\u00f1o de perforaciones con software de dise\u00f1o.<\/p>\n<p>En una futura actualizaci\u00f3n de GHEtool, planeamos implementar un modelo m\u00e1s preciso y menos conservador para esto.<\/p>\n<\/div>\n<h3>Resistencia a los fluidos<\/h3>\n<p>El primer t\u00e9rmino importante en la resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n est\u00e1 relacionado con la transferencia de calor por convecci\u00f3n del fluido a la tuber\u00eda. En ella influye mucho el r\u00e9gimen de flujo del fluido, que puede ser laminar o turbulento.<\/p>\n<p>En un flujo laminar, todas las part\u00edculas de fluido se mueven en trayectorias paralelas y se puede comparar con la situaci\u00f3n en la que se abre el grifo del agua muy ligeramente. En este caso, el calor, transportado por las gotitas de fluido en el centro de la tuber\u00eda, nunca toca la pared del pozo y tienen que transferir el calor por conducci\u00f3n a trav\u00e9s de las otras capas de fluido. Esto es muy ineficaz y provoca una mayor resistencia.<\/p>\n<p>En cambio, cuando abrimos el grifo del agua al m\u00e1ximo, el fluido se vuelve turbulento. En este caso, el fluido se mezcla constantemente, por lo que todas nuestras gotas de fluido caliente pueden tocar la pared de la tuber\u00eda en un momento u otro, lo que resulta mejor para la transferencia de calor. Por otro lado, como veremos m\u00e1s adelante en este curso, la turbulencia no es tan ideal para la ca\u00edda de presi\u00f3n y la energ\u00eda de la bomba.<\/p>\n<p>Entre esas dos regiones hay algo que se llama zona de transici\u00f3n, en la que el fluido no es laminar ni turbulento, sino que pasa de una a otra. No se sabe mucho sobre este r\u00e9gimen de fluido desde un punto de vista te\u00f3rico, pero puede entenderse por razonamiento que no es f\u00edsico que el flujo laminar pasara directamente de ser laminar a turbulento.<\/p>\n<p>En la imagen siguiente se muestra gr\u00e1ficamente.<\/p>\n<figure id=\"attachment_2472\" aria-describedby=\"caption-attachment-2472\" style=\"width: 823px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-2472 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/11\/flow_regime.png\" alt=\"Diferentes reg\u00edmenes de flujo.\" width=\"823\" height=\"296\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/11\/flow_regime.png 823w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/11\/flow_regime-300x108.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/11\/flow_regime-768x276.png 768w\" sizes=\"(max-width: 823px) 100vw, 823px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-2472\" class=\"wp-caption-text\">Diferentes reg\u00edmenes de flujo. (Fuente: https:\/\/simteq.co.za\/blog\/blog-yplus-value-cfd-simulation\/)<\/figcaption><\/figure>\n<p>Dado que el r\u00e9gimen de flujo desempe\u00f1ar\u00e1 un papel central en muchos de los cap\u00edtulos siguientes, es importante que aprendamos c\u00f3mo podemos cuantificar si el flujo es laminar o turbulento. Esto puede hacerse con el\u00a0<strong>N\u00famero de Reynolds<\/strong>.<\/p>\n<h4>N\u00famero de Reynolds<\/h4>\n<p>El n\u00famero de Reynolds es un n\u00famero adimensional, es decir un n\u00famero sin unidad, que indica algo sobre el r\u00e9gimen del fluido en el interior del campo de sondeo y se define de la siguiente manera$$Re=\\frac{\\rho D \\dot{V}}{\\mu}$$donde $\\rho$ es la densidad del fluido en (kg\/m\u00b3), $D$ es el di\u00e1metro de la tuber\u00eda en (m), $\\dot{V}$ es la velocidad de flujo en la tuber\u00eda en (m\/s) y $\\mu$ es la viscosidad din\u00e1mica del fluido en (pa.s).<\/p>\n<p>Se supone que todos los flujos con Re4000 son turbulentos. Todos los flujos comprendidos entre estos valores no son ni laminares ni turbulentos. Por lo tanto, la resistencia t\u00e9rmica de la perforaci\u00f3n se interpola para estos casos. Este enfoque fue descrito por Gnielinski (2013).<\/p>\n<p>Bas\u00e1ndonos en el n\u00famero de Reynolds, podemos ver que si aument\u00e1ramos el caudal (y, por tanto, la velocidad de flujo) nuestro n\u00famero de Reynolds aumentar\u00eda y podr\u00edamos acabar en un r\u00e9gimen turbulento, que es bueno para la transferencia de calor. Del mismo modo, el cambio de las propiedades del fluido (como veremos en la siguiente parte) tambi\u00e9n puede tener una influencia muy significativa en la resistencia t\u00e9rmica de la perforaci\u00f3n.<\/p>\n<h3>N\u00famero de Reynolds y resistencia convectiva del fluido<\/h3>\n<p>Para ilustrar la importancia del n\u00famero de Reynolds en la resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n, a continuaci\u00f3n se muestra la resistencia para distintos n\u00fameros de Reynolds tanto para GHEtool como para Earth Energy Designer. El umbral de 2300 es claramente visible aqu\u00ed, ya que la resistencia de la perforaci\u00f3n disminuye significativamente despu\u00e9s de esa cifra. En EED, el salto es inmediato, ya que no tiene en cuenta la regi\u00f3n de transici\u00f3n del fluido. Cuando el fluido es totalmente turbulento (Re&gt;4000), se observa que las resistencias se alinean.<\/p>\n<figure id=\"attachment_2471\" aria-describedby=\"caption-attachment-2471\" style=\"width: 974px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-2471 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/11\/EED_vs_GHEtool.png\" alt=\"Imagen con la diferencia en la resistencia t\u00e9rmica de la perforaci\u00f3n para diferentes reg\u00edmenes de fluido para EED y GHEtool Cloud.\" width=\"974\" height=\"401\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/11\/EED_vs_GHEtool.png 974w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/11\/EED_vs_GHEtool-300x124.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/11\/EED_vs_GHEtool-768x316.png 768w\" sizes=\"(max-width: 974px) 100vw, 974px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-2471\" class=\"wp-caption-text\">Imagen con la diferencia en la resistencia t\u00e9rmica de la perforaci\u00f3n para diferentes reg\u00edmenes de fluido para EED y GHEtool Cloud.<\/figcaption><\/figure>\n<div class=\"advanced\">La raz\u00f3n por la que existe una diferencia en el rango laminar es bastante sutil. La transferencia de calor por convecci\u00f3n se rige por la <strong>N\u00famero Nusselt<\/strong>, que es la relaci\u00f3n adimensional entre la transferencia de calor por convecci\u00f3n y por conducci\u00f3n. Este n\u00famero es, por supuesto, funci\u00f3n del n\u00famero de Reynolds, pero en un flujo laminar es constante. En GHEtool, el n\u00famero de Nusselt es igual a 3,66, que es el valor para un flujo laminar con una temperatura de pared uniforme. En EED, se fija en 4,364, que es el caso de la condici\u00f3n de transferencia de calor uniforme y es ligeramente m\u00e1s optimista.<\/div>\n<figure id=\"attachment_2472\" class=\"wp-caption aligncenter\" aria-describedby=\"caption-attachment-2472\"><picture class=\"wp-image-2472 size-full\"><source srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/11\/flow_regime.png.webp 823w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/11\/flow_regime-300x108.png.webp 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2024\/11\/flow_regime-768x276.png.webp 768w\" type=\"image\/webp\" sizes=\"(max-width: 823px) 100vw, 823px\" \/><\/picture><\/figure>\n<h3>Resistencia de los tubos<\/h3>\n<p>La resistencia de la tuber\u00eda no suele ser algo en lo que se pueda influir, ya que viene determinada por el material de la tuber\u00eda (que suele venir dado). Cuanto mayor sea la presi\u00f3n nominal de la tuber\u00eda, m\u00e1s gruesa ser\u00e1 su pared y mayor ser\u00e1 su contribuci\u00f3n a la resistencia global.<\/p>\n<p>Sin embargo, hay algunos productos comerciales por los que puede optar para minimizar la resistencia de las tuber\u00edas:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Sondas GEROtherm VARIO y FLUX<\/strong><br \/>\nHakaGerodur ha desarrollado <a href=\"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/base-de-conocimientos\/flujo-de-modelizacion-y-sonda-vario\/\">sondas c\u00f3nicas<\/a>, Sin embargo, este dise\u00f1o tiene la ventaja a\u00f1adida de que el espesor medio de la pared es menor, lo que minimiza la resistencia del tubo. (Estos productos se implementan en GHEtool Cloud. M\u00e1s informaci\u00f3n sobre <a href=\"https:\/\/www.hakagerodur.ch\/en\/gs-products\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Sitio web de HakaGerodur<\/a>.)<\/li>\n<li><strong>Hipress<\/strong><br \/>\nLa sonda hipress de Jansen tiene una capa interior de metal que tiene una conductividad t\u00e9rmica significativamente mejor que el pl\u00e1stico tradicional (hasta 0,5 W\/(mK) en lugar de 0,4 W\/(mK)), lo que conduce a una menor resistencia de la tuber\u00eda. (A\u00fan no est\u00e1 implementado en GHEtool (febrero de 2026), pero puede introducirse mediante un \u2018tubo en U personalizado\u2019. M\u00e1s informaci\u00f3n en <a href=\"https:\/\/www.jansen.com\/en\/plastic-solutions\/products\/detail\/jansen-hipress.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Sitio web de Jansen<\/a>.)<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Resistencia de la lechada<\/h3>\n<p>La \u00faltima resistencia que debe atravesar el calor es la que va desde la tuber\u00eda, pasando por la lechada, hasta la pared de la perforaci\u00f3n. Tambi\u00e9n en este caso podemos influir en varios par\u00e1metros.<\/p>\n<h4>Distancia entre el tubo y la pared de la perforaci\u00f3n.<\/h4>\n<p>En el caso de los tubos en U, se puede decir que cuanto m\u00e1s cerca est\u00e9n de la pared de la perforaci\u00f3n, menor ser\u00e1 la resistencia de la lechada, ya que el calor tiene menos lechada que atravesar. Sin embargo, esto no es algo que pueda medirse o predecirse f\u00e1cilmente. En general, se puede decir que, si se trabaja con un di\u00e1metro de perforaci\u00f3n menor, este componente de la resistencia de la tuber\u00eda a la lechada tambi\u00e9n ser\u00e1 menor. Dicho esto, el di\u00e1metro de perforaci\u00f3n suele estar limitado y determinado por las condiciones geol\u00f3gicas de su ubicaci\u00f3n espec\u00edfica. Como regla general, sugerimos colocar los tubos en U en GHEtool a mitad de camino entre el centro de la perforaci\u00f3n y la pared de la perforaci\u00f3n (v\u00e9ase el gr\u00e1fico siguiente).<\/p>\n<figure id=\"attachment_3955\" aria-describedby=\"caption-attachment-3955\" style=\"width: 2560px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-3955 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Effect-grout.png\" alt=\"Efecto de la lechada y de la ubicaci\u00f3n de los tubos en U en la resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n.\" width=\"2560\" height=\"1146\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Effect-grout.png 2560w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Effect-grout-300x134.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Effect-grout-1024x458.png 1024w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Effect-grout-768x344.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Effect-grout-1536x688.png 1536w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Effect-grout-2048x917.png 2048w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Effect-grout-18x8.png 18w\" sizes=\"(max-width: 2560px) 100vw, 2560px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-3955\" class=\"wp-caption-text\">Efecto de la lechada y la ubicaci\u00f3n de los tubos en U en la resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n. (Fuente: (Van den Bossche et al., 2017))<\/figcaption><\/figure>\n<h4>Conductividad t\u00e9rmica de la lechada<\/h4>\n<p>Otro factor importante que influye en la resistencia de la lechada es su conductividad t\u00e9rmica. Cuanto mayor sea esta conductividad, menor ser\u00e1 la resistencia a la transferencia de calor a trav\u00e9s de la perforaci\u00f3n. Normalmente, este valor oscila entre 0,6 W\/(mK) y 2,5 W\/(mK) en el caso de las lechadas mejoradas t\u00e9rmicamente, en las que se utilizan materiales como el grafito para mejorar las propiedades t\u00e9rmicas. Esto puede tener un impacto significativo en el dise\u00f1o geot\u00e9rmico, pero tambi\u00e9n en los costes de instalaci\u00f3n, ya que las lechadas con mejor conductividad t\u00e9rmica suelen ser m\u00e1s caras.<\/p>\n<div class=\"note\">\n<p>Por definici\u00f3n, no todos los pozos est\u00e1n rellenos de agua. En los pa\u00edses escandinavos, por ejemplo, donde las perforaciones se realizan en roca dura, las perforaciones rellenas de agua subterr\u00e1nea son bastante comunes.<\/p>\n<p>Estos sistemas no s\u00f3lo son m\u00e1s baratos, sino que tambi\u00e9n tienen la ventaja de que se puede utilizar una clase de presi\u00f3n inferior para la tuber\u00eda (lo que reduce la resistencia de la tuber\u00eda). Esto se debe a que el agua subterr\u00e1nea crea una presi\u00f3n hidrost\u00e1tica m\u00e1s o menos igual a la de la sonda, lo que significa que hay una diferencia de presi\u00f3n bastante peque\u00f1a. Por lo tanto, por ejemplo en Suecia, pueden perforar un par de 100 metros con un PN10.<\/p>\n<p>El agua subterr\u00e1nea como material de relleno dificulta la estimaci\u00f3n de la conductividad t\u00e9rmica de la lechada. La conductividad del agua es de unos 0,6 W\/(mK), pero el agua del pozo no est\u00e1 quieta. Debido a las diferencias de temperatura entre la parte superior y el fondo de la perforaci\u00f3n, se producen algunos efectos de flotabilidad que hacen que el fluido se mueva. Esto provoca una transferencia de calor convectiva, fuera de las tuber\u00edas, aumentando significativamente la conductividad efectiva con un factor de 2 a 3, en comparaci\u00f3n con el agua est\u00e1tica (Johnsson y Adl-Zarrabi, 2019).<\/p>\n<\/div>\n<p>Sin embargo, la simulaci\u00f3n con perforaciones rellenas de agua subterr\u00e1nea no es trivial, ya que la flotabilidad depende de la temperatura, que var\u00eda con el tiempo. Estamos investigando los \u00faltimos modelos para ver si podemos a\u00f1adir expl\u00edcitamente una opci\u00f3n de pozos rellenos de agua subterr\u00e1nea tambi\u00e9n en GHEtool.<\/p>\n<div class=\"caution\">Adem\u00e1s de la conductividad t\u00e9rmica, en la pr\u00e1ctica tambi\u00e9n es importante la capacidad de bombeo de la lechada. Se trata de una medida de la facilidad de transporte (es decir, de bombeo) de la lechada, y es importante porque la lechada tiene que llegar al fondo de la perforaci\u00f3n. Consulte a su empresa de perforaci\u00f3n qu\u00e9 lechada utiliza.<\/div>\n<h4>Tubo en U simple o doble<\/h4>\n<p>Si est\u00e1 trabajando con un tubo en U, la instalaci\u00f3n de un tubo en U doble puede reducir la resistencia t\u00e9rmica entre la tuber\u00eda y la lechada, ya que el aumento de la superficie permite una transferencia de calor m\u00e1s eficaz.<\/p>\n<div class=\"caution\">Sin embargo, el uso de un tubo en U doble en lugar de uno sencillo no se traducir\u00e1 necesariamente en una menor resistencia t\u00e9rmica global de la perforaci\u00f3n, ya que el r\u00e9gimen del fluido puede diferir entre las dos configuraciones. Como ahora tenemos dos tubos en U, el caudal que circula por cada tubo es s\u00f3lo la mitad, lo que puede aumentar significativamente la resistencia de la perforaci\u00f3n. Por lo tanto, es importante tener en cuenta todas las resistencias antes de sacar conclusiones.<\/div>\n<h2>Conclusi\u00f3n<\/h2>\n<p>El comportamiento t\u00e9rmico de los campos de sondeo puede dividirse en un comportamiento a corto plazo y otro a largo plazo. En el primero influye la resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n, una medida de la capacidad de la perforaci\u00f3n para intercambiar energ\u00eda con el suelo, as\u00ed como la longitud total de la perforaci\u00f3n.<\/p>\n<p>Ya hemos comentado que la resistencia de la perforaci\u00f3n consta de m\u00faltiples subresistencias que pueden optimizarse para minimizar la resistencia total y, por tanto, mejorar el rendimiento t\u00e9rmico (o el tama\u00f1o) del sistema. Por ejemplo, se puede cambiar el caudal para que el fluido se vuelva turbulento y mejore la transferencia de calor o trabajar con un tipo diferente de lechada para minimizar la resistencia de la lechada.<\/p>\n<p>Todos estos aspectos son importantes a la hora de dise\u00f1ar un campo de sondeos y se tratar\u00e1n m\u00e1s adelante en esta parte, cuando hagamos nuestra primera simulaci\u00f3n geot\u00e9rmica en GHEtool. Pero antes de eso, tenemos que hablar de los efectos a largo plazo en <a href=\"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/curso\/efectos-a-largo-plazo-g-funciones\/\">el pr\u00f3ximo cap\u00edtulo<\/a>.<\/p>\n<h2>Preguntas<\/h2>\n<div class=\"question\" data-chapter=\"2\">Para ahorrar dinero, quiero trabajar con un solo tubo en U en lugar de uno doble. \u00bfTendr\u00eda esto alg\u00fan efecto en la resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n y\/o en nuestra longitud total de perforaci\u00f3n?<\/div>\n<div class=\"question\" data-chapter=\"2\">Imag\u00ednese que est\u00e1 perforando un pozo en roca s\u00f3lida. Dejando a un lado los aspectos legales, \u00bfpreferir\u00eda sellar el pozo o dejarlo abierto para que se llene de agua subterr\u00e1nea?<\/div>\n<h2>Referencias<\/h2>\n<ul>\n<li>Gnielinski, V. (2013). Sobre la transferencia de calor en tubos. Revista Internacional de Transferencia de Calor y Masa, 63, 134-140.\u00a0<a class=\"reference external\" href=\"https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.ijheatmasstransfer.2013.04.015\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.ijheatmasstransfer.2013.04.015<\/a><\/li>\n<li>Claesson, J., &amp; Javed, S. (2019). Explicit multipole formulas and thermal network models for calculating thermal resistances of double U-pipe borehole heat exchangers.\u00a0<i>Ciencia y Tecnolog\u00eda para el Entorno Construido<\/i>,\u00a0<i>25<\/i>(8), 980-992. <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1080\/23744731.2019.1620565\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">https:\/\/doi.org\/10.1080\/23744731.2019.1620565<\/a><\/li>\n<li>Claesson, J.; Javed, S. (2018). Explicit Multipole Formulas for Calculating Thermal Resistance of Single U-Tube Ground Heat Exchangers. <em>Energ\u00edas<\/em>,\u00a0<em>11<\/em>, 214. <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.3390\/en11010214\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">https:\/\/doi.org\/10.3390\/en11010214<\/a><\/li>\n<li>Prieto, C., &amp; Cimmino, M. (2021). Transient multipole expansion for heat transfer in ground heat exchangers.\u00a0<i>Ciencia y Tecnolog\u00eda para el Entorno Construido<\/i>,\u00a0<i>27<\/i>(3), 253-270. <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1080\/23744731.2020.1845072\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">https:\/\/doi.org\/10.1080\/23744731.2020.1845072<\/a><\/li>\n<li>Johnsson, J., Adl-Zarrabi, B. (2019). Modelizaci\u00f3n y evaluaci\u00f3n de perforaciones rellenas de agua subterr\u00e1nea sometidas a convecci\u00f3n natural. <em>Energ\u00eda aplicada<\/em>, <em>253, 113555<\/em>, ISSN 0306-2619, <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.apenergy.2019.113555\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.apenergy.2019.113555<\/a><\/li>\n<li>Todorov, O., Alanne, K., Virtanen, M., &amp; Kosonen, R. (2021). Different Approaches for Evaluation and Modeling of the Effective Thermal Resistance of Groundwater-Filled Boreholes.\u00a0<em>Energ\u00edas<\/em>,\u00a0<em>14<\/em>(21), 6908. <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.3390\/en14216908\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">https:\/\/doi.org\/10.3390\/en14216908<\/a><\/li>\n<\/ul>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Un concepto clave en el mundo del dise\u00f1o de perforaciones es la resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n, que mide la capacidad del pozo para intercambiar calor con el suelo.<\/p>","protected":false},"template":"","section":[123],"chapter":[132],"authors":[],"class_list":["post-4764","course","type-course","status-publish","hentry","section-chapter-2","chapter-part-2"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/wp-json\/wp\/v2\/course\/4764","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/wp-json\/wp\/v2\/course"}],"about":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/course"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4764"}],"wp:term":[{"taxonomy":"section","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/wp-json\/wp\/v2\/section?post=4764"},{"taxonomy":"chapter","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/wp-json\/wp\/v2\/chapter?post=4764"},{"taxonomy":"authors","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/wp-json\/wp\/v2\/authors?post=4764"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}