Energia geotérmica – Funcionamento e Tecnologia

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“Geotérmico” vem das palavras gregas geo (terra) e therme (calor)assim, geotérmico significa calor terrestre.

Desde os tempos primordiais que usamos a água geotérmica que fluiu livremente da superfície da terra como termas. O uso mais antigo e mais comum era, naturalmente, somente relaxar nas consoladoras águas quentes.

Mas, eventualmente, esta ‘água mágica’ foi usada (e ainda é) de outros modos criativos. Os Romanos, por exemplo, usaram a água geotérmica para tratar doença dos olhos e pele e, em Pompeia, aquecer edifícios.

Há 10 mil anos, os Americanos Indígenas usavam a água das termas para cozinha e e para medicina.

Durante séculos os maoris da Nova Zelândia cozinharam ‘geotermicamente’ e, desde a década de 1960, que a França aquece até 200 mil casas usando água geotérmica.

Hoje em dia perfuramos poços nos reservatórios geotérmicos para trazer a água quente à superfície. Os geólogos, geoquímicos, perfuradores e engenheiros fazem explorações e testes para localizar áreas subterrâneas que contêm esta água geotérmica, de forma a sabermos onde perfurar poços de produção geotérmicos.

Então, assim que a água quente e/ou vapor viaja dos poços até à superfície, podem ser usados para gerar a electricidade em centrais geotérmicas ou para a energia para usos não-eléctricos.

Existe uma grande quantidade de energia sob a forma térmica contida no interior do planeta. Esta é transmitida para a crosta terrestre sobretudo por condução.

Esta representa uma potência de 10.000 vezes da energia consumida por ano no mundo actualmente.

Conversão

Este recurso pode ser classificado em duas categorias:

  • Alta temperatura (T>150 ºC): este recurso está geralmente associado a áreas de actividade vulcânica, sísmica ou magmática.
  • A estas temperaturas é possível o aproveitamento para a produção de energia eléctrica.
  • Baixa temperatura (T<100 ºC): resultam geralmente da circulação de água de origem meteórica em falhas e fracturas e por água residente em rochas porosas a grande profundidade.

O aproveitamento deste calor pode ser realizado directamente para aquecimento ambiente, de águas, piscicultura ou processos industriais.

Central Geotermica

Tecnologias

Nos processos geotérmicos existe uma transferência de energia por convecção tornando útil o calor produzido e contido no interior da terra. O aproveitamento também pode ser feito utilizando a tecnologia de injecção de água a partir da superfície em maciços rochosos quentes.

A utilização ideal da energia geotérmica é em cascata, a temperaturas progressivamente mais baixas, até cerca dos 20ºC (Diagrama de Lindal).

Actualmente existe também a utilização de ciclos binários na produção de energia eléctrica e de bombas de calor (BCG) no caso de utilizações directas.

Central energética “hot dry rock”

  1. Injecção perfurante com bomba perfuradora
  2. Sistema de fractura estimulada (profundidade aproximada de 4,000 a 6,000 m, 200ºC)
  3. Produção da perfuração longa (“borehole”)
  4. Permutador de calor
  5. Edifício da turbina
  6. Arrefecimento
  7. Reservatório de calor, subterrâneo, para excesso de calor
  8. Observatório da perfuração longa (“borehole”)
  9. Cargas eléctricas e calor

O presente em Portugal

Em Portugal continental existem essencialmente aproveitamentos de baixa temperatura ou termais, que podem ser divididos em duas vias:

  • Aproveitamento de pólos termais existentes (temperaturas entre 20 e 76 ºC): exemplos disso são os aproveitamentos em Chaves e S. Pedro do Sul com cerca de 3 MWt a temperaturas de cerca de 75 ºC a funcionar desde a década de oitenta.
  • Aproveitamento de aquíferos profundos das bacias sedimentares: caso do projecto geotérmico do Hospital da Força Aérea do Lumiar, em Lisboa, obtida a partir de um furo com 1.500 m de profundidade com temperaturas superiores a 50 ºC, a funcionar desde 1992.

O futuro em Portugal

A energia geotérmica constitui um recurso endógeno muito importante para os Açores, podendo ser atingidos mais 30 MWe nos próximos dez anos. Existe também algum potencial de aproveitamento a baixa temperatura no Funchal, Ilha da Madeira.

Em Portugal continental, o aproveitamento de pólos termais já existentes e das aplicações directas nas orlas sedimentares podem representar um potencial de cerca de 20 MWt.

Uma outra aplicação futura poderá ser a aplicação de Bombas de Calor Geotérmicas (BCG) revertíveis, que aproveitam o calor a partir de aquíferos ou das formações geológicas através de permutadores instalados no sub-solo, permitido utilizações de aquecimento e climatização, que poderá representar um potencial de 12 MWt.

Apesar de apenas ter uma grande representatividade nos Açores, a energia geotérmica tem um potencial bastante interessante a nível nacional, sendo necessário no futuro uma série de acções de informação, regulamentação e apoio desta fonte renovável de energia.

Vantagens Energia Geotérmica

Prático – Uma solução global e integrada para:

  • Aquecimento
  • Arrefecimento
  • Águas Quentes e Sanitárias
  • Aquecimento da Piscina

Económico – Consumo incomparavelmente mais económico já que a energia captada é completamente gratuita e o investimento rapidamente recuperado:

  • Por cada 1kW que paga = 3,5 a 6,5 kW consumidos
  • Não necessita resistência de apoio
  • Renovação garantida

Simples – Não há armazenamento de combustível, não necessita de chaminé, sem regulações complicadas, quase invisível.

Confortável – A climatização é assegurada por pavimentos ou tectos radiantes por tubagem capilar em PPR, ou por radiadores em construções já existentes, e pode sê-lo também por ventilo – convectores.

Ecológico – Exclui todos os inconvenientes desagradáveis dos combustíveis tradicionais: sem combustão, sem cheiros, sem fumo, sem contaminação, etc…