{"id":4062,"date":"2025-05-27T07:47:34","date_gmt":"2025-05-27T05:47:34","guid":{"rendered":"https:\/\/ghetool.eu\/?post_type=knowledgebase&#038;p=4062"},"modified":"2025-08-28T14:41:40","modified_gmt":"2025-08-28T12:41:40","slug":"propiedades-variables-de-los-fluidos","status":"publish","type":"knowledgebase","link":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/base-de-conocimientos\/propiedades-variables-de-los-fluidos\/","title":{"rendered":"Mayor precisi\u00f3n de las simulaciones con propiedades variables de los fluidos"},"content":{"rendered":"<p>Este art\u00edculo introduce un avance en la precisi\u00f3n de las simulaciones geot\u00e9rmicas al permitir que las propiedades de los fluidos cambien con el tiempo, lo que conduce a perforaciones geot\u00e9rmicas m\u00e1s precisas y factibles. Estos cambios son ahora los predeterminados en GHEtool Cloud y est\u00e1n disponibles para todo el mundo.<\/p>\n<p><iframe title=\"Mayor precisi\u00f3n de las simulaciones con propiedades variables de los fluidos\" width=\"800\" height=\"450\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/Sf4ZExS6KRc?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<h2>Una larga historia resumida<\/h2>\n<p data-start=\"73\" data-end=\"396\">Para entender los cambios importantes que se han introducido en el software, tenemos que resumir bastantes contenidos de art\u00edculos anteriores. A continuaci\u00f3n, repetiremos algunas de las ideas principales de estos art\u00edculos para que puedas seguir la historia, pero haremos referencia a los art\u00edculos originales si quieres m\u00e1s informaci\u00f3n de fondo.<\/p>\n<h3>Resistencia t\u00e9rmica de la perforaci\u00f3n<\/h3>\n<p>La resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n (consulte el art\u00edculo <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/base-de-conocimientos\/resistencia-termica-de-la-perforacion\/\">aqu\u00ed<\/a>) describe la facilidad con la que la energ\u00eda puede transferirse del fluido al suelo. Antes hemos visto que esta resistencia se compone de diferentes subresistencias, cada una de las cuales representa un l\u00edmite que la energ\u00eda debe atravesar para llegar al suelo. Esto se muestra en la siguiente figura.<\/p>\n<figure id=\"attachment_3956\" aria-describedby=\"caption-attachment-3956\" style=\"width: 2560px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-3956 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Resistance.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\/2025\/03\/Resistance.png 2560w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Resistance-300x126.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Resistance-1024x431.png 1024w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Resistance-768x323.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Resistance-1536x646.png 1536w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Resistance-2048x862.png 2048w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Resistance-18x8.png 18w\" sizes=\"(max-width: 2560px) 100vw, 2560px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-3956\" 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 data-start=\"187\" data-end=\"551\">Aunque el dise\u00f1ador puede modificar (casi) todos estos par\u00e1metros, la resistencia t\u00e9rmica convectiva del fluido a la tuber\u00eda suele ser la que m\u00e1s atenci\u00f3n atrae, ya que es de gran importancia. La facilidad con la que el fluido intercambia energ\u00eda con la tuber\u00eda depende del r\u00e9gimen del fluido (laminar, de transici\u00f3n o turbulento), que se describe mediante el n\u00famero de Reynolds.<\/p>\n<h3>N\u00famero de Reynolds<\/h3>\n<p>El n\u00famero de Reynolds es una magnitud adimensional que indica el r\u00e9gimen de flujo del fluido. (Si no ha le\u00eddo nuestro art\u00edculo sobre el tema, puede encontrarlo <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/base-de-conocimientos\/cual-es-el-numero-de-reynolds\/\">aqu\u00ed<\/a>). La figura siguiente muestra los distintos reg\u00edmenes de fluido, que van del flujo laminar al turbulento.<\/p>\n<figure id=\"attachment_2472\" aria-describedby=\"caption-attachment-2472\" style=\"width: 823px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img 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:\/\/www.comsol.de\/blogs\/which-turbulence-model-should-choose-cfd-application)<\/figcaption><\/figure>\n<p data-start=\"64\" data-end=\"543\">Cuando el caudal es m\u00e1s bien bajo, las distintas part\u00edculas de fluido se mueven paralelas entre s\u00ed en lo que se denomina r\u00e9gimen de flujo laminar. Esto dificulta el intercambio de calor con el l\u00edmite de la tuber\u00eda, ya que las part\u00edculas de fluido del centro est\u00e1n m\u00e1s o menos aisladas. Cuando aumenta el caudal, el fluido pasa a un r\u00e9gimen turbulento, en el que las part\u00edculas de fluido se mezclan constantemente. Esto mejora la transferencia de calor (a costa de un mayor consumo de energ\u00eda de la bomba).<\/p>\n<p data-start=\"545\" data-end=\"826\" data-is-last-node=\"\" data-is-only-node=\"\">La transici\u00f3n entre flujo laminar y transitorio, y entre transitorio y turbulento, se rige por el n\u00famero de Reynolds, que depende no s\u00f3lo de la velocidad del flujo, sino tambi\u00e9n de propiedades del fluido como la densidad y la viscosidad din\u00e1mica. Esto nos lleva al \u00faltimo paso de la historia.<\/p>\n<h3>Propiedades de los fluidos<\/h3>\n<p data-start=\"49\" data-end=\"434\">No todos los fluidos se comportan igual. Es m\u00e1s f\u00e1cil bombear agua a trav\u00e9s de un sistema que bombear miel a trav\u00e9s de una tuber\u00eda. Esto tiene que ver con la viscosidad del fluido: una mayor viscosidad significa que es m\u00e1s dif\u00edcil que el fluido pase a una fase turbulenta. Por tanto, cuanto m\u00e1s viscoso sea el fluido, mayor ser\u00e1 la viscosidad din\u00e1mica y menor el n\u00famero de Reynolds.<\/p>\n<p data-start=\"436\" data-end=\"628\" data-is-last-node=\"\" data-is-only-node=\"\">El punto clave es que estas propiedades del fluido no son constantes: dependen de la temperatura del fluido. Esto se muestra en la siguiente figura para dos mezclas de agua y glicol de 20% y 30% MPG.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4064\" aria-describedby=\"caption-attachment-4064\" style=\"width: 2560px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-4064 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Reynolds-number-at-different-temperatures-scaled.png\" alt=\"N\u00famero de Reynolds para diferentes propiedades del fluido a diferentes temperaturas.\" width=\"2560\" height=\"1435\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Reynolds-number-at-different-temperatures-scaled.png 2560w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Reynolds-number-at-different-temperatures-300x168.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Reynolds-number-at-different-temperatures-1024x574.png 1024w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Reynolds-number-at-different-temperatures-768x431.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Reynolds-number-at-different-temperatures-1536x861.png 1536w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Reynolds-number-at-different-temperatures-2048x1148.png 2048w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Reynolds-number-at-different-temperatures-18x10.png 18w\" sizes=\"(max-width: 2560px) 100vw, 2560px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4064\" class=\"wp-caption-text\">N\u00famero de Reynolds para diferentes propiedades del fluido a diferentes temperaturas.<\/figcaption><\/figure>\n<p data-start=\"49\" data-end=\"395\">Cuanto m\u00e1s se enfr\u00eda el fluido, m\u00e1s dif\u00edcil es llevarlo al r\u00e9gimen turbulento. La figura anterior muestra que cuando tu mezcla de agua y glicol (30%) ronda los 0 grados, est\u00e1s lejos del r\u00e9gimen turbulento, mientras que a una temperatura de 15 \u00b0C, tu n\u00famero de Reynolds es casi el doble, lo que te acerca mucho m\u00e1s al ventajoso r\u00e9gimen de flujo transitorio.<\/p>\n<p data-start=\"397\" data-end=\"585\" data-is-last-node=\"\" data-is-only-node=\"\">Esta dependencia de la temperatura de las propiedades del fluido y su impacto en el n\u00famero de Reynolds es esencial para comprender el comportamiento de los sistemas geot\u00e9rmicos y se pas\u00f3 por alto durante d\u00e9cadas.<\/p>\n<h2>Un poco de historia<\/h2>\n<p data-start=\"49\" data-end=\"517\">Hist\u00f3ricamente, los campos de sondeo geot\u00e9rmicos se inventaron como fuente estable y de temperatura relativamente alta para las bombas de calor geot\u00e9rmicas. La \u00fanica temperatura importante en este caso es la temperatura media m\u00ednima (a largo plazo) del fluido. Dado que los campos de sondeo siempre se dimensionaban para soportar esta temperatura media m\u00ednima del fluido, las propiedades del fluido se calculaban simplemente para esta situaci\u00f3n en el peor de los casos (o incluso m\u00e1s baja, en el punto de congelaci\u00f3n de la mezcla de agua y anticongelante).<\/p>\n<p data-start=\"519\" data-end=\"1058\" data-is-last-node=\"\" data-is-only-node=\"\">Desde hace poco, cada vez m\u00e1s yacimientos se utilizan tambi\u00e9n para la refrigeraci\u00f3n, lo que aumenta la gama de temperaturas posibles del fluido. Como se muestra en el gr\u00e1fico anterior, las propiedades del fluido cuando se extrae calor del yacimiento (por ejemplo, a unos 0 \u00b0C) son muy diferentes de las que se dan cuando se inyecta calor en el suelo durante la refrigeraci\u00f3n (alrededor de 15 \u00b0C). Si se utiliza la misma resistencia t\u00e9rmica de perforaci\u00f3n para calefacci\u00f3n y refrigeraci\u00f3n, se subestima el intercambio de calor en refrigeraci\u00f3n, lo que a veces da lugar a sistemas sobredimensionados o aparentemente inviables.<\/p>\n<h2>Un salto en precisi\u00f3n<\/h2>\n<p data-start=\"107\" data-end=\"699\">Con GHEtool, a partir de hoy, hemos roto con esta suposici\u00f3n de hace d\u00e9cadas. A partir de ahora, por defecto, todas sus simulaciones geot\u00e9rmicas tendr\u00e1n en cuenta la dependencia de la temperatura de las propiedades del fluido. Cada mes, tanto en calefacci\u00f3n como en refrigeraci\u00f3n -hasta cada hora si es necesario-, volveremos a calcular la resistencia t\u00e9rmica efectiva de la perforaci\u00f3n para la temperatura espec\u00edfica en ese momento, de modo que obtendr\u00e1 los resultados m\u00e1s precisos posibles. Esto tambi\u00e9n significa que, a partir de ahora, dispondr\u00e1 de dos n\u00fameros de Reynolds (tanto para la inyecci\u00f3n de calor como para la extracci\u00f3n) y dos resistencias t\u00e9rmicas para cada simulaci\u00f3n.<\/p>\n<p data-start=\"701\" data-end=\"1009\">Este importante cambio aporta dos ventajas pr\u00e1cticas: reduce el riesgo de sobredimensionamiento cuando un campo de sondeo se dise\u00f1a principalmente para refrigeraci\u00f3n (es decir, inyecci\u00f3n de calor), y disminuye la probabilidad de recibir un error de gradiente al calcular la profundidad de sondeo necesaria. Ambos aspectos se explican m\u00e1s adelante.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #ff9900;\"><strong>Atenci\u00f3n<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #ff9900;\">Al utilizar este nuevo m\u00e9todo de simulaci\u00f3n m\u00e1s preciso, puede resultar dif\u00edcil comparar sus simulaciones actuales con las realizadas anteriormente (o con otro software). Si desea simular un escenario con fines comparativos, puede establecer la opci\u00f3n \u2018Propiedades del fluido dependientes de la temperatura\u2019 en \u2018No\u2019.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<h3>Evite sobredimensionar la refrigeraci\u00f3n<\/h3>\n<p>A continuaci\u00f3n se muestra un proyecto que se simul\u00f3 con la hip\u00f3tesis tradicional de una \u00fanica resistencia t\u00e9rmica efectiva del pozo en el peor de los casos. El n\u00famero de Reynolds fue de 2043, lo que da una resistencia de 0,2265 mK\/W (tubo en U \u00fanico con MPG 30%). A continuaci\u00f3n se muestra el perfil de temperatura.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4065\" aria-describedby=\"caption-attachment-4065\" style=\"width: 669px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4065 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Temperature-profile-constant-fluid-properties.png\" alt=\"Perfil de temperatura para propiedades constantes del fluido.\" width=\"669\" height=\"359\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Temperature-profile-constant-fluid-properties.png 669w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Temperature-profile-constant-fluid-properties-300x161.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Temperature-profile-constant-fluid-properties-18x10.png 18w\" sizes=\"(max-width: 669px) 100vw, 669px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4065\" class=\"wp-caption-text\">Perfil de temperatura para propiedades constantes del fluido.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Bas\u00e1ndose en este resultado, en el pasado habr\u00eda sugerido perforar otro pozo para que la temperatura del fluido se mantuviera por debajo del l\u00edmite de 17 \u00b0C. Sin embargo, al variar las propiedades del fluido, ahora tenemos el perfil de temperatura que se muestra a continuaci\u00f3n.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4066\" aria-describedby=\"caption-attachment-4066\" style=\"width: 669px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4066 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Temperature-profile-varying-fluid-properties.png\" alt=\"Perfil de temperatura para propiedades variables del fluido.\" width=\"669\" height=\"359\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Temperature-profile-varying-fluid-properties.png 669w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Temperature-profile-varying-fluid-properties-300x161.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Temperature-profile-varying-fluid-properties-18x10.png 18w\" sizes=\"(max-width: 669px) 100vw, 669px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4066\" class=\"wp-caption-text\">Perfil de temperatura para propiedades variables del fluido.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Dado que nuestro n\u00famero de Reynolds durante la inyecci\u00f3n es de 4214, que es turbulento, nuestra resistencia t\u00e9rmica efectiva en la perforaci\u00f3n es de 0,1305 mK\/W durante el enfriamiento. Esto hace que la temperatura m\u00e1xima del fluido durante el enfriamiento descienda, lo que conduce a una soluci\u00f3n viable.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>Nota<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #3366ff;\">Aunque este nuevo modelo siempre es beneficioso para su demanda de refrigeraci\u00f3n, no siempre se traducir\u00e1 en una diferencia tan significativa como la mostrada anteriormente. Si su r\u00e9gimen de fluidos sigue siendo laminar tanto en calefacci\u00f3n como en refrigeraci\u00f3n, por ejemplo, la diferencia ser\u00e1 menor.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<h3>Error de gradiente menos frecuente<\/h3>\n<p>Como ya se coment\u00f3 en un art\u00edculo anterior (que puede encontrar <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/base-de-conocimientos\/error-de-gradiente\/\">aqu\u00ed<\/a>), a veces puede producirse un error al calcular la profundidad de perforaci\u00f3n necesaria. Esto se deb\u00eda a que la temperatura del suelo aumenta con la profundidad, lo que causaba problemas en la refrigeraci\u00f3n pasiva. Con esta actualizaci\u00f3n, la transferencia de calor durante la refrigeraci\u00f3n se calcula ahora con mucha m\u00e1s precisi\u00f3n, lo que da lugar a temperaturas pico del fluido m\u00e1s bajas. Esto contrarresta el efecto del aumento de la temperatura del suelo, lo que da lugar a menos errores de gradiente y a dise\u00f1os de sistemas m\u00e1s factibles.<\/p>\n<h2>Conclusi\u00f3n<\/h2>\n<p data-start=\"703\" data-end=\"1140\">Este art\u00edculo esboza un importante avance en la precisi\u00f3n de las simulaciones geot\u00e9rmicas. Al tener en cuenta la dependencia de la temperatura de las propiedades del fluido a lo largo del tiempo, ahora podemos calcular la resistencia t\u00e9rmica efectiva del pozo en cada paso temporal, tanto durante la extracci\u00f3n como durante la inyecci\u00f3n de calor. Como resultado, las simulaciones son mucho m\u00e1s precisas, los sistemas tienen m\u00e1s probabilidades de ser viables y se reduce la aparici\u00f3n de errores de gradiente.<\/p>\n<p data-start=\"1142\" data-end=\"1248\" data-is-last-node=\"\" data-is-only-node=\"\">Esperamos que acepte esta innovaci\u00f3n y siga dise\u00f1ando campos de sondeo con GHEtool Cloud con confianza.<\/p>\n<h2 id=\"reference\">Referencias<\/h2>\n<ul>\n<li>Vea nuestro v\u00eddeo explicativo en nuestra p\u00e1gina de YouTube haciendo clic en <span style=\"text-decoration: underline;\"><a href=\"https:\/\/youtu.be\/Sf4ZExS6KRc\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">aqu\u00ed<\/a>.<\/span><\/li>\n<\/ul>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Este art\u00edculo introduce un avance en la precisi\u00f3n de las simulaciones geot\u00e9rmicas al permitir que las propiedades de los fluidos cambien con el tiempo, lo que conduce a perforaciones geot\u00e9rmicas m\u00e1s precisas y factibles. 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