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Energia

03 de Julho de 2009

 

EcoD Básico: Energia Geotérmica

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O calor do centro da Terra é transformado em eletricidade/Foto: Joy of Seth

A palavra grega geo significa Terra e therme calor, logo, geotérmica ou geotermal é a energia calorífica que vem do centro do planeta. Há centenas de anos, os homens começaram a desenvolver formas de utilizar essa energia a seu favor, transformando-a, inclusive, em eletricidade.

Considerada uma opção sustentável às fontes de energia fósseis, como o petróleo e o carvão mineral, a geotérmica é pouco poluente e renovável, já que o volume de água no interior da Terra é constantemente reabastecido pelo ciclo natural das chuvas e o calor é permanentemente gerado no núcleo terrestre.

O calor geotérmico formou-se durante a consolidação da Terra, há mais de 4 bilhões de anos. No núcleo do planeta (localizado a mais de 6300 km de profundidade) as temperaturas podem ultrapassar os 5 mil graus Celsius. Esse calor flui continuamente para o exterior, conduzindo o manto à camada circundante de rocha.

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A água presente no subsolo é aquecida pelo calor do magma e sobe à superfície.

Quando as temperaturas e as pressões ficam suficientemente altas, parte da rocha do manto funde-se, tornando-se magma. Então, por ser mais leve e menos densa que a rocha circundante, o magma sobe, movendo-se lentamente para cima, em direção à crosta da Terra, transportando o calor do interior.

Às vezes o magma quente chega à superfície, onde é conhecido como lava. Porém, na maior parte das vezes, o magma permanece debaixo da superfície, aquecendo as rochas próximas e a água de chuva que penetrou profundamente na terra.

Parte desta água geotérmica quente viaja de volta à superfície por falhas e fendas, e chega à superfície como termas ou gêiseres. Esta seleção natural de água quente é chamada de reservatório geotérmico.

geotermico-2.jpgPara trazer a água e o vapor até a superfície, geólogos, geoquímicos, perfuradores e engenheiros fazem explorações e testes para localizar áreas subterrâneas adequadas e perfuram ali poços de produção. Então, assim que a água quente e/ou o vapor viajam dos poços até a superfície, eles podem ser usados para gerar a eletricidade em centrais geotérmicas ou para usos não-elétricos.

Em centrais geotérmicas, o vapor, calor ou água quente de reservatórios geotérmicos fornecem a energia que move os geradores de turbina e produz a eletricidade. A água geotérmica usada é depois devolvida ao reservatório por meio de um poço de injeção, para ser reaquecida, manter a pressão e manter o reservatório.

Há três espécies de centrais geotérmicas. Para determinar qual tipo será construída, é preciso avaliar as temperaturas e pressões do reservatório:

Vapor seco

Um reservatório de vapor seco possui temperaturas altíssimas e, por isso, produz muito vapor e pouca água. O vapor em alta pressão é enviado diretamente por canos até uma central e fornece a energia capaz de mover as turbinas e assim gerar a eletricidade.

Rochas úmidas quentes

Alguns reservatórios produzem majoritariamente água quente, que varia a sua temperatura entre 150°C e 370°C. Como isso não é suficientemente quente para produzir vapor capaz de girar as turbinas, essa água é trazida até a superfície através do poço de produção e segue direto para um “separador”, onde é transformada em vapor que, por sua vez, aciona as turbinas.

Rochas secas quentes

Os reservatórios de água com uma temperatura que varia entre 120°C a 180°C não é quente suficiente para produzir vapor, mas ainda pode produzir eletricidade utilizando um sistema binário. Nele, a água quente passa por um processo de troca de calor com outro líquido, como o isopentane. Como esse ferve a uma temperatura mais baixa do que a da água, com a troca de calor ele transforma-se em vapor, que move as lâminas das turbinas. O vapor então é recondensado em um líquido e reutilizado novamente.

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Há séculos a humanidade aproveita a energia geotérmica em seu benefício.

Outros usos

A água geotérmica é usada em todo o mundo, mesmo quando não é suficientemente quente para gerar eletricidade. Ela pode ser utilizada diretamente ou através de bombas de calor.

As águas geotérmicas que oscilam entre os 10°C e os 150°C são usadas para acalmar músculos doridos em termas e spas (balneologia), ajudar a cultivar flores, verduras e outras colheitas em estufas durante o inverno (agricultura), encurtar o tempo necessário para cultivar peixe, camarão, abalone e crocodilos até a maturidade (aquacultura), pasteurizar leite, secar cebolas e madeira e lavar lã (usos industriais), aquecer edifícios ou apenas para banhos termais - o mais comum e antigo uso direto da água quente da natureza.

Já as bombas de calor geotérmicas são equipamentos reversíveis que aproveitam e transferem o calor, armazenado a poucos metros da superfície da terra, permitindo a sua utilização para aquecimento de águas sanitárias e climatização dos edifícios. Elas funcionam graças a um sistema de tubos subterrâneos, submergidos num canal localizado perto de casa. A água e outros líquidos circulam pelos tubos e, a depender do tempo, são aquecidos ou resfriados.

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As centrais geotérmicas são as responsáveis por transformar esse calor em eletricidade/Foto: futureatlas.com

Vantagens:

Limpa - As centrais geotérmicas não precisam queimar combustíveis para mover as turbinas. Com isso é possível gerar eletricidade sem consumir combustíveis fósseis não-renováveis e reduzir o seu uso, diminuindo ainda as emissões de gases prejudiciais à atmosfera.

Não prejudica a biodiversidade - A área de terreno necessária para uma central geotérmica funcionar é menor por megawatt que qualquer outro tipo de fonte de energia. As instalações geotérmicas não precisam barrar rios ou derrubar florestas, também não é necessário cavar minas, túneis, covas abertas. Não geram pilhas de lixo ou derramamentos de óleo.

Garantia - As centrais geotérmicas são projetadas para funcionar 24 horas por dia, durante todo o ano. Ela está localizada exatamente em cima da sua fonte de combustível. É resistente a interrupções de geração de energia devido a condições atmosféricas, catástrofes naturais ou divergências políticas que podem interromper o transporte de combustíveis.

Flexibilidade - Elas podem ter desenhos modulares, com unidades adicionais instaladas como extensão. Essas instalações podem ser feitas somente quando for necessário para se ajustar a uma demanda maior de eletricidade.

Economia – A energia geotérmica evita a importação de combustíveis de outros países, já que ele sempre estará embaixo do solo. Isso garante uma boa economia, especialmente em petróleo e seus derivados.

geotermico-3.jpgDesvantagens:

Instabilidade geológica – A instalação e exploração desse tipo de energia devem ser feitos de forma cuidadosa, já que a utilização inadequada pode causar instabilidade geológica na região.

Liberação de vapor de água e CO2 - Aproximadamente todos os fluxos de água geotérmicos contêm gases dissolvidos, sendo que estes gases são enviados à usina de geração de energia junto com o vapor de água. De um jeito ou de outro eles acabam liberados na atmosfera.

Ácido sulfídrico - Entre esses gases liberados está o ácido sulfídrico. Além do odor desagradável, as propriedades do H2S podem ser perigosas à saúde humana. Concentrações baixas causam náuseas e em grande quantidade pode levar a sérios problemas de saúde e até a morte por asfixia.

Tratamento da água - É necessário tratar a água proveniente do interior da Terra já que ela contém minérios prejudiciais a saúde.

Poluição sonora - Para a perfuração do poço é necessário o uso de equipamentos semelhantes aos usados na perfuração de poços de petróleo, o que causa altos ruídos.

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