Energia geotérmica é a energia obtida a partir do calor proveniente do interior da Terra.
A Terra é formada por grandes placas, que nos mantém isolados do seu interior, no qual encontramos o magma, que consiste basicamente em rochas derretidas.
Com o aumento da profundidade a temperatura dessas rochas aumenta cada vez mais, no entanto, há zonas de intrusões magmáticas, onde a temperatura é muito maior. Essas são as zonas onde há elevado potencial geotérmico.
O centro da Terra dista aproximadamente 6 400 km da superfície, encontrando-se a uma temperatura que deverá ultrapassar os 5000 ºC. O calor proveniente do centro da Terra é transportado por condução, em direcção à superfície, aquecendo as camadas rochosas que constituem o manto.
As águas das chuvas infiltram-se através de linhas de falhas e fraturas geológicas
e aquecem ao entrar em contato com as rochas quentes. Algumas destas águas
sobreaquecidas sobem novamente à superfície, sob a forma de nascentes quentes
ou, por vezes, géisers. Noutros casos, a água quente fica presa em reservatórios
geotérmicos naturais, abaixo da superfície terrestre. Para aproveitar a energia,
abrem-se furos desde a superfície até aos reservatórios geotérmicos.
Em áreas de atividade vulcânica ou sísmica, a temperatura nos reservatórios atinge valores superiores a 150 ºC e o vapor de água pode ser utilizado para fazer movimentar turbinas, produzindo eletricidade, como numa central elétrica vulgar.
No arquipélago dos Açores, na Ilha de S. Miguel, estão instaladas duas centrais geotérmicas que asseguram a produção de cerca de 40 % da eletricidade consumida na Ilha.
Quando a temperatura no reservatório é inferior a 100 ºC, e usa-se o calor para aquecer diretamente, por exemplo, águas e edifícios. Em Portugal, a utilização energética da geotermia consiste essencialmente em aproveitamentos de baixa temperatura e termais, com temperaturas entre os 20 e os 76 ºC, como os que existem em Chaves e S. Pedro do Sul, desde os anos oitenta.
As necessidades ambientais atuais, sobretudo em termos energéticos, apontam para a procura de fontes de energia mais ecológicas. Neste sentido, também surge a possibilidade de usar esta fonte de energia para esse fim, aproveitando o calor da terra para produzir eletricidade.
São 3 as diversas fontes de energia geotérmica que podem gerar energia elétrica:
Rocha seca quente: "Estimular" o aquecimento da água usando o calor do interior da Terra.
Rocha húmida quente: Perfurar um poço para que ele alcance uma "caldeira" naturalmente formada — um depósito de água aquecido pelo calor terrestre. A partir daí, energia elétrica é gerada como em todos os outros casos.
Vapor seco: A pressão é alta o suficiente para movimentar turbinas.
O uso desta fonte energética tem as suas vantagens e desvantagens:
Libertação de vapor de água e CO2: Aproximadamente todos os fluxos de água geotérmicos contém gases dissolvidos, sendo que estes gases são enviados a usina de geração de energia junto com o vapor de água. De um jeito ou de outro estes gases acabam por ser libertados para a atmosfera, embora não são de séria significância na escala apropriada das usinas geotérmicas.
Odor desagradável devido ao ácido sulfídrico: As propriedades nocivas do ácido sulfídrico (H2S) são preocupantes. Concentrações baixas causam náuseas, mas elevadas podem levar a sérios problemas de saúde e até a morte por asfixia.
Tratamento de água do interior da terra necessário: A água do interior da terra contém minérios prejudiciais a saúde, pelo que não pode ser descarregada sem tratamento prévio.
Poluição sonora: Para a perfuração do poço é necessário o uso de equipamentos semelhantes aos usados na perfuração de poços de petróleo.
Os recursos geotérmicos do território português são apreciáveis, existem 52 recursos geotérmicos identificados, no entanto, o aproveitamento da geotermia para fins energéticos é apenas realizado nos Açores, onde se encontram os recursos de alta entalpia (entre 100º e 150º).
As necessidades atuais na matéria energética, levam à necessidade de se investir na melhoria destes sistemas de aproveitamento, de forma a torná-la mais rentável.
Sílvia Chambel
Fonte: www.ideiasambientais.com.pt
O Sol, fonte inesgotável de luz e calor, fornece à
terra em apenas meia hora a energia equivalente aos gastos da Humanidade durante
um ano. De toda esta energia, 44% é armazenada debaixo da superfície terrestre,
sob a forma de calor. A profundidades de cerca de
50, 60 centímetros, o solo mantém durante todo o ano uma temperatura praticamente
constante, que poderá variar um pouco entre os
12ºC no Inverno e os 16ºC no Verão, renovada diariamente por ação da chuva
e dos raios de sol. Uma maneira muito simples de
demonstrar isto, é através de caves ou adegas. Quem já entrou em caves ou
adegas sabe que, em pleno Verão, estas se encontram
frescas, mas no Inverno a temperatura no interior destas é amena.
É esta temperatura constante que o sistema geotérmico irá retirar e converter em calor para o aquecimento central. Utilizando uma bomba de calor de subsolo, podemos retirar da terra a energia necessária para fazer o aquecimento de nossas casas, com baixo consumo de eletricidade. Esta possibilita que, por cada unidade de energia elétrica consumida, sejam retiradas 3 do solo, isto é, por cada 4 unidades de energia que a bomba de calor fornece, apenas uma é efetivamente paga, o que significa uma poupança de 75%. Esta poupança refletir-se-á na fatura mensal de aquecimento, tornando este um sistema de baixos custos de exploração e elevados benefícios.
Qualquer pessoa que tenha um pouco de terreno pode
ser o seu próprio fornecedor de energia. Amplamente usada em países como
Suiça, Alemanha, Áustria e outros países do norte da Europa, esta apresenta-se
como uma solução viável em termos de aquecimento,
evitando o incómodo de ter que armazenar combustíveis e fazer todos os anos
uma revisão à caldeira.
Além de tudo isto, um sistema geotérmico não tem qualquer
produção de gases de efeito de estufa, pelo que se torna ambientalmente
favorável.
Ao contrário do que se possa pensar, uma instalação geotérmica é algo bastante simples.
Apesar de recorrer a equipamento algo
diferente do tradicional sistema de aquecimento central, esta necessita, basicamente,
de três componentes:
Uma bomba de calor
Respectivo captor exterior
Modo de transmissão do calor no interior da habitação.
Este é o sistema completo de climatização de uma habitação,
desde a captação de energia, passando pela sua transformação e
acabando na sua transmissão.
O captor exterior irá recolher o calor presente no
solo, de seguida a bomba de calor vai transformar e transferir esse calor,
e por fim
temos uma comum instalação de aquecimento dentro de casa para que este possa
ser difundido, podendo esta ser constituída por
radiadores, piso radiante, convectores ou ventilo convectores, assim como
um misto de vários.
Os componentes do sistema geotérmico serão então descritos
de seguida. O modo de transmissão do calor no interior da habitação é
semelhante a qualquer outro aquecimento central.
No sistema Água-Água, os captores são constituídos
por PEAD (Polietileno de Alta Densidade), podendo aguentar pressões até
12,5bar. À volta da tubagem é colocada uma camada de Bentonite, de modo a
melhorar as transferências térmicas.
As sondas verticais podem ter acoplado um peso, de modo a garantir estabilidade, impedindo que a tubagem oscile.
A bomba de calor é um conjunto de elementos, que poderão
variar consoante o tipo de captação e o tipo de fluidos de transmissão de
energia, mas que será sempre um ponto de passagem e de ligação entre o circuito
exterior, ou circuito de captação, e o circuito interior,
ou circuito de aquecimento.
Esta é então constituída por um compressor e um ou dois permutadores, consoante o caso, além de uma válvula redutora de pressão.
O processo de transferência de calor será
então o seguinte: o calor do solo é captado através do circuito exterior,
que por meio de uma
bomba permite a circulação em permanência do líquido. Este líquido vem então
até à bomba de calor, onde num primeiro permutador,
ou evaporador, transfere o calor recebido pela água para um determinado volume
de gás a baixa pressão. Na bomba de calor apenas
irá circular este.
O gás será depois conduzido até um compressor, onde
lhe será exercido um
aumento de pressão, passando este a circular a alta pressão. Este aumento
de
pressão implica obrigatoriamente um aumento de temperatura, que será
calculada consoante a energia que o equipamento retira do solo e as
exigências do utilizador. Posteriormente, o gás sairá do compressor para um
segundo permutador, ou condensador, onde se transferirá o calor do gás para
o
circuito interior, normalmente cheio de água glicolada também.
Após este, o gás, sob a forma de um líquido a alta
pressão, seguirá para uma válvula redutora de pressão, ou válvula de expansão
térmica, e voltará ao primeiro permutador, agora como um líquido a baixa pressão,
circulando assim em circuito fechado. Podendo
funcionar a alta ou baixa pressão, permite ao seu utilizador aquecer água
à temperatura de 60ºC ou 45ºC, respectivamente, para uso no
aquecimento central ou como águas quentes sanitárias. Todo este processo cíclico
garante a obtenção de energia calorífica a baixo
custo, permitindo a obtenção de potências caloríficas desde 5 até 34,5kW.
OUTRAS UTILIZAÇÕES
A geotermia tem, para além do claro aproveitamento
no aquecimento central de uma habitação ou edifício, a possibilidade de ser
utilizada para três outras funções distintas:
Para a produção de águas quentes sanitárias
Para o aquecimento da água de uma piscina
Para arrefecer a habitação no Verão.
No que diz respeito à produção de águas quentes
sanitárias, a geotermia dá-nos duas soluções: obter água quente através
da mesma
bomba de calor do aquecimento central, podendo, consoante a bomba de calor
seja de alta ou de baixa pressão, aquecer a água à
temperatura de 55 ou 45ºC, respectivamente, ou através de uma bomba de calor
independente, usada exclusivamente para a produção
de águas quentes, que já permite atingir os 60ºC.
Estas duas soluções são muito similares:
Ambas estão equipadas com um permutador de calor de parede dupla, a fim de evitar a contaminação da água
Ambas recorrem à armazenagem da água quente num tanque, munido de um apoio elétrico
As ligações hidráulicas de ambas são semelhantes
O apoio elétrico no sistema independente é usado apenas
como medida de segurança, pois o depósito deve ser aquecido a 60ºC, a fim
de evitar contaminações pela legionella. No caso deste, o apoio não é necessário
para tal.
Outra das opções da geotermia é a possibilidade de
aquecer uma piscina. Através de um permutador
de calor em titânio, aplicável a todos os sistemas, podemos utilizar a energia
captada da terra para
aquecer a piscina, tal como é utilizada no aquecimento da habitação.
Através de simples ligações ao sistema de bombagem da piscina, podemos aquecer a água desta, de modo simples e eficaz.
Por fim, a função que poucos outros sistemas de aquecimento disponibilizam: o arrefecimento.
O princípio básico da produção de frio é
muito simples. Da mesma maneira que a máquina recolhe o calor presente na
terra e o envia para o interior da habitação para aquecer
esta, para a arrefecer irá fazer o inverso. Vai recolher o calor do interior
para o lançar no exterior. É um processo muito semelhante ao
realizado pelos frigoríficos. Através de uma simples válvula de 4 vias, ou
válvula de inversão de ciclo, podemos alterar todo o processo.
Sem qualquer problema para o meio ambiente, isto torna a geotermia uma solução completa em termos de climatização de uma habitação, bem como de equipamentos adjacentes (a referida piscina e o depósito de águas quentes sanitárias).
Sim, o gerador possibilita a produção de águas quentes sanitárias, independentemente de que função está a desempenhar. Quando se está a aquecer a habitação, o calor antes de ser transferido para o interior faz uma passagem no depósito de águas quentes. De igual modo, quando a está a arrefecer faz a mesma passagem antes de enviar o calor retirado da habitação para o solo, aproveitando ao máximo o potencial do equipamento.
Assim, este é o sistema ideal quando o que se deseja é conforto e eficácia com um baixo custo de utilização.
Um captor exterior é o modo de retirar do solo o calor
constante deste. É composto por um conjunto de tubagens, em maior ou menor
número, definido pela potência do equipamento.
Independentemente do tipo de fluido captador de calor, o modo como este o faz é muito simples. Uma vez que o solo tem uma temperatura situada durante todo o ano entre os 12 e os 16ºC, basta que o fluido circule no captor a uma temperatura inferior a esta para que receba calor, de modo a atingir o equilíbrio térmico. Este processo é cíclico e o fluido térmico tem uma temperatura inferior a esta, pelo que não teremos que nos preocupar em haver momentos que possa ser atingido um equilíbrio, impedindo a troca de calor.
Aqui, o captor será enterrado não na horizontal mas sim na vertical. São enterradas no solo duas ou mais sondas ou "antenas", com a mesma função do captor horizontal - retirar o calor da terra. Aplicável apenas a sistemas Água-Água, este poderá retirar do solo um pouco mais de calor, podendo este valor chegar aos 50W/m de sonda (a temperatura do solo aumenta 3ºC a cada 100 metros de profundidade), podendo as "antenas" ir a profundidades de entre 25 a 100 metros.
A energia contida no solo é grátis. Com a técnica da geotermia obtemos poupanças energéticas até 75%. Como a terra armazena constantemente uma grande quantidade de energia e a uma temperatura quase constante (seja de verão ou de Inverno de noite ou de dia) temos a garantia de funcionamento qualquer que seja a temperatura exterior. É um sistema totalmente seguro porque a geotermia utiliza a energia natural da terra e a energia elétrica para a transferir para a habitação. Dentro de casa, o circuito de aquecimento utiliza água. Assim não há líquidos inflamáveis, risco de explosão ou cheiros. A geotermia oferece segurança em todos os sentidos. Como não há combustão, este sistema é totalmente seguro e não tem manutenção específica. Este sistema é efetivamente gratuito. Existe em estado natural no solo, sendo renovado pelo efeito da chuva, do sol e do vento. Sistema praticamente invisível. Resolve o problema da climatização, águas quentes sanitárias e aquecimento de piscinas.
O sistema não gera fumos, não liberta gases nem poeiras e não provoca dores nem ruídos. È 100% ecológico e amigo do ambiente. Não apresenta perigos para o Planeta e para o Homem. Não há sistema que melhor sirva as necessidades de espaços públicos como bibliotecas, museus, escolas e igrejas, pois pode estabelecer um programa de conforto para os dias e horas de funcionamento. Não há qualquer elemento que esteja à disposição dos utentes. Como não resseca o ar, não provoca o envelhecimento prematuro dos materiais. Os custos de instalação do sistema geotérmico têm a médio prazo um RETORNO TOTAL do investimento, sendo ideal a instalação dos captores na fase que antecede os trabalhos de construção da habitação.
Fonte: www.geoprolifero.pt
