A energia geotérmica é um tipo de energia renovável obtida a partir do calor do interior da Terra. Essa energia térmica pode ser obtida sem a combustão de nenhum material. É uma forma de energia limpa sem emissões de dióxido de carbono.
A temperatura nas camadas internas da Terra permanece constante durante as diferentes estações do ano. As camadas internas da crosta terrestre são mais quentes que a superfície no inverno e mais frias no verão.
Às vezes, esta energia está ligada a outros fenômenos geológicos, como a presença de gêiseres, vulcões ou fontes termais. Estes fenómenos facilitam muito a possibilidade de extração de energia térmica em instalações próximas destas áreas.
Para aproveitar o calor da terra, um fluido passa pela área quente. Desta forma, a energia térmica pode ser transportada para a superfície. O calor pode então ser usado diretamente ou convertido em energia elétrica.
Processo e produção de energia geotérmica
O sistema de produção de energia geotérmica baseia-se na diferença de temperatura entre o subsolo e a superfície. A energia é trocada na forma de calor através de dois circuitos fechados de água que os conectam.
Em uma casa ou prédio
Uma das vantagens da energia geotérmica é que ela pode ser utilizada para aquecimento no inverno e resfriamento no verão com alta eficiência energética.
Para obter calor no inverno, a água do circuito coletor geotérmico percorre o subsolo até ser aquecida. O coletor geotérmico aquece a água no circuito emissor radiante com um trocador de calor. O circuito emissor é um circuito fechado que libera calor no edifício.
No verão o calor se move na direção oposta. A eficiência da energia geotérmica é maior quanto mais profundo for o circuito do subsolo.
Outra opção para uma casa é obter água quente sanitária ou sistemas de aquecimento.
Em qualquer caso, as bombas de calor são utilizadas para otimizar o desempenho térmico.
Em uma usina
Uma usina geotérmica produz eletricidade.
A água quente também pode ser usada para gerar vapor e acionar uma turbina a vapor. Desta forma, a energia geotérmica é transformada em energia mecânica (energia cinética).
A energia mecânica pode ser usada para mover máquinas ou para transformá-la em energia elétrica: eletricidade.
Tipos de fontes geotérmicas
Estas fontes de energia renováveis são obtidas através da extração do calor interno da Terra através de poços geotérmicos. Existem diversas áreas com fontes termais.
Estas águas termais podem ser as utilizadas em spas ou outros centros. Estas águas são aquecidas pela temperatura do interior da Terra.
A água quente com alta energia interna pode fluir naturalmente pelos impulsos dos fluxos de água e vapor ou por bombeamento. O método a ser utilizado deve ser selecionado com base no método que for economicamente mais rentável.
Não existe um método único para aproveitar esse tipo de energia. Houve projetos que em alguns países tiveram de ser rejeitados devido à sua inviabilidade económica.
O magma (rochas derretidas) é uma grande fonte de energia geotérmica, uma vez que as rochas só são encontradas no estado líquido em temperaturas extremamente altas. Apesar disso, com a tecnologia disponível é economicamente inviável.
As explorações para extração de água quente costumam ter um número par de poços geotérmicos. Através de um é extraída água quente e através do outro a água é injetada de volta no aquífero, quando este já está resfriado.
Tipos de depósitos geotérmicos
Os diferentes tipos de reservatórios de energia geotérmica são classificados de acordo com a temperatura da sua fonte termodinâmica. Desta forma temos energia geotérmica de alta temperatura, energia geotérmica de média temperatura e energia geotérmica de baixa e muito baixa temperatura.
Energia geotérmica de alta temperatura
Este tipo de energia limpa é encontrada em áreas onde a camada da crosta terrestre ainda está ativa. Aqui, a temperatura varia de 150°C a 400 graus Celsius. Nestes casos o vapor chega à superfície através de uma turbina a vapor que gera eletricidade.
A perfuração que deve ser feita para extrair água quente é quase a mesma feita para extrair petróleo dos poços.
Energia geotérmica de média temperatura
Em instalações de energia geotérmica de média temperatura, as temperaturas variam entre 70°C e 150 graus Celsius. O rendimento energético da conversão vapor-eletricidade é muito menor, neste caso deve ser adicionado um componente volátil.
Este tipo de energia geotérmica pode ser transformada em pequenas centrais elétricas. No entanto, é na distribuição pela rede urbana que a sua utilização é máxima. É utilizado em sistemas de aquecimento e refrigeração, com máquinas de absorção.
Para a produção de energia elétrica é necessário que o fluido esteja entre 120°C e 180°C.
Energia geotérmica de baixa temperatura
É utilizado em grandes áreas, em áreas maiores que aquelas que trabalham em altas ou médias temperaturas. Pode ser encontrado em bacias sedimentares, o fluido nestas bacias está a uma temperatura entre 50°C e 70°C.
Energia geotérmica de temperatura muito baixa
É utilizado para atender necessidades domésticas, urbanas e agrícolas. Os fluidos que podem ser encontrados estão em temperaturas entre 20° C e 50°C.
Tanto a energia geotérmica de baixa temperatura como a de temperatura muito baixa são muito úteis para sistemas de aquecimento urbano. Esses sistemas são realizados através de circuitos fechados.
Exemplos de usos e aplicações
Os usos da energia geotérmica baseiam-se no aproveitamento de energia térmica e na geração de eletricidade. A um nível mais concreto, algumas das aplicações desta energia renovável são as seguintes:
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Ar condicionado no verão. Numa casa com piso radiante, o fluido de aquecimento pode circular pelo contrapiso.
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Aquecimento no inverno.
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Água quente doméstica. Utilizado no dia a dia de uma casa.
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Eletricidade. A eletricidade é obtida em usinas. Esse tipo de termelétrica permite reduzir a dependência energética dos combustíveis fósseis e da energia nuclear.
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Produção de calor. Este calor pode ser aplicado em processos industriais. Por exemplo, processos de aquecimento, secagem, evaporação, destilação, esterilização, descongelamento, lavagem e extração de sal.
