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GEOTÉRMICA 
Energia Geotérmica 
● É a energia obtida a partir do calor do interior da Terra;
● Converte a água subterrânea em vapor;
● As fontes de calor podem ser câmaras de magma, concentração de 
elementos radioativos ou reações químicas que liberam calor;
● Está ligada a outros fenômenos geológicos, como a presença de 
gêiseres, vulcões ou fontes termais; 
● As principais regiões de desenvolvimento geotérmico são as regiões 
mais vulcânicas e tectonicamente ativas do mundo;
 
https://pt.solar-energia.net/definicoes/calor.html
Calor no interior da Terra
Condução desse calor 
até as camadas 
superiores da crosta 
terrestre
Calor interno
Câmaras 
de magma
Concentração de 
elementos 
radioativos 
Aquecimento da água
Água assentada em 
reservatórios subterrâneos 
Água quente rompendo a 
superfície da Terra
Vapor 
superaquecido 
Usinas Geotérmicas
● Usam vapor produzido a partir 
de reservatórios geotérmicos 
para gerar eletricidade.
● Requerem recursos 
hidrotérmicos de alta 
temperatura que vêm de poços 
de vapor seco ou de poços de 
água quente.
● Se localizam em locais que 
possuem grande volume de 
águas geotérmicas vulcânicas. 
Geração de eletricidade
Perfuração do solo Condução do 
vapor até a central 
geotérmica
Movimento 
das pás das 
turbinas 
Gerador 
transforma a 
energia 
mecânica em 
energia elétrica
Energia 
produzida é 
conduzida a 
um 
transformador
Energia 
distribuída por 
linhas de alta 
tensão
Vapor é 
conduzido 
para um 
condensador 
Reposição da água
Tecnologias de usinas geotérmicas
● Usina geotérmica de vapor seco;
● Usina de vapor flash;
● Usina de ciclo binário;
Usina geotérmica de vapor seco
● Primeiro tipo de usina de geração de energia geotérmica construída;
● Foram usados pela primeira vez em Lardarello na Itália em 1904;
● O fluido hidrotermal usado , vapor seco, é raramente encontrado;
● Muita produção de vapor, pouca produção de água;
● Essa planta emite apenas vapor excessivo e quantidades muito 
pequenas de gases;
● A tecnologia de vapor ainda é eficaz hoje em uso no The Geysers no 
norte da Califórnia;
2. Essa turbina aciona um gerador 
que produz eletricidade
1. O vapor subterrâneo 
flui diretamente para 
uma turbina
3. A água é resfriada e 
retorna para o 
reservatório
1
2
3
Usina geotérmica de vapor seco
Gerador
Usina de vapor flash
● Tipo mais comum de usinas de geração de 
energia geotérmica em operação atualmente;
● Usam reservas que produzem água quente;
● É chamado de vapor flash porque faz o 
líquido evaporizar rapidamente;
1. Fluido é bombeado 
sob alta pressão 
para um tanque.
2. Na superfície, 
devido à pressão, 
converte-se em vapor.
3. O vapor aciona uma 
turbina que aciona o gerador, 
produzindo eletricidade.
4. A água é resfriada e 
retorna para o reservatório1
2
3
4
Usina de vapor flash
Gerador
Usina de ciclo binário
● Diferem dos sistemas de Vapor Seco e Vapor Rápido em que a água ou 
vapor do reservatório geotérmico nunca entra em contato com as 
unidades de turbina / gerador;
● São sistemas de circuito fechado, e praticamente nada (exceto vapor de 
água) é emitido para a atmosfera;
Usina de ciclo binário
1. Fluido 
geotérmico e 
fluido binário 
passam por um 
trocador de 
calor 
2. Calor proveniente do fluido 
geotérmico faz com que o 
fluido secundário comece a 
emitir vapor.
3. O vapor acionada a 
turbina que aciona o 
gerador.
4. A água é resfriada e 
retorna para o 
reservatório
1
2
3
4
Gerador
Resfriamento e aquecimento
● Usar o calor da crosta da terra para aquecer e resfriar uma casa ou 
prédio;
● A temperatura do solo é bastante estável;
● O solo é mais quente que o ar externo no inverno e mais fresco no 
verão;
● Retirar o calor natural do solo e transferir para o ambiente por meio de 
tubos ou dutos;
● Consiste em uma bomba de calor, um sistema de fornecimento de ar 
(dutos) e um trocador de calor;
● Tecnologia dos tempos das cavernas;
Refrigeração 
geotérmica 
Verão
O calor é disperso no solo
● bomba de calor interno retira o ar 
quente da casa e elimina o calor;
● Resta ar frio que se distribui 
através de suas aberturas como 
ar-condicionado;
● O calor removido do ar é rejeitado 
na terra através de tubos 
subterrâneos que se conectam à 
bomba de calor;
● A água do circuito é mais quente 
quando sai da casa do que 
quando retorna;
Aquecimento 
geotérmico 
Inverno
O calor é absorvido do solo
● Os tubos subterrâneos circulam a 
água que absorve o calor da terra e 
a devolve à bomba de calor interno;
● A bomba extrai o calor do líquido e 
o distribui pela casa como ar 
quente;
● Com o calor removido, a água é 
circulada para coletar mais calor do 
solo;
● A água é mais quente quando entra 
em casa do que quando volta para a 
terra;
Depósitos geotérmicos
 Os diferentes tipos de depósitos de energia geotérmica são classificados 
de acordo com a temperatura de sua fonte termodinâmica. Desta forma, 
temos energia geotérmica de alta temperatura, temperatura média e 
energia geotérmica de baixa e muita baixa temperatura.
Energia geotérmica de alta temperatura
• Cobertura de rochas impermeáveis, que permitem a filtragem da água.
• Aquífero ou depósito de alta permeabilidade, entre 300m e 2 km de 
profundidade.
• Solo fraturado, permite a circulação de fluidos por convecção, assim a 
transferência de calor atinge a superfície.
• Fonte de calor magmático, a uma profundidade entre 3 km e 15 km e a 
uma temperatura entre 500 ° C e 600 ° C
• As perfurações que precisam ser feitas para extrair a água quente são 
quase iguais àquelas feitas para extrair o óleo dos poços
Energia geotérmica de temperatura 
média
• Permite o uso de água sobreaquecida e vapores com temperaturas 
compreendidas entre 100 e 180°C. Serve, com o aquecimento de um fluido 
secundário mais volátil, para produzir energia elétrica. 
Energia geotérmica de baixa 
temperatura
• Permite o uso de fluidos com temperaturas compreendidas entre 30 e 
100°C. Serve para utilizações industriais e para alimentar 
estabelecimentos termais.
Energia geotérmica de muito baixa 
temperatura
• É usado para atender as necessidades domésticas, urbanas e agrícolas. 
Os fluidos que podem ser encontrados estão em temperaturas entre 20 ° C 
e 50 ° C.
Bombas de calor (BDC)
 São máquinas capazes de captar calor de uma fonte a uma 
temperatura mais baixa. São, essencialmente, compostas por um 
circuito de tipo fechado, dentro do qual é continuamente comprimido e 
feito expandir um fluido adequado. A cada compressão e a cada 
expansão (isto é, a cada ciclo de trabalho), o fluido rouba um pouco de 
calor à fonte fria e cede-o à quente. Invertendo o ciclo de trabalho, 
estas máquinas podem ser utilizadas tanto para aquecer, quanto para 
arrefecer.
 A troca de calor com o subsolo pode ocorrer de três maneiras:
• troca direta: onde o circuito evaporador/condensador da bomba 
de calor está em contato direto com o subsolo;
• sistemas de circuito aberto: onde são captadas águas subterrâneas nas 
quais ocorre a troca de calor;
• sistemas de circuito fechado: onde a bomba de calor executa a troca de 
calor com o solo indiretamente, por meio de um circuito hidráulico no 
qual flui um fluido de transferência de calor.
Circuitos fechados
• Tubagem colocada a aprox. 70 cm de 
profundidade;
• Mais fácil e econômico de instalar ;
• Necessita de uma área maior 
(entre 1,5 a 2 vezes a área a climatizar).
Circuitos fechados
• Sondas terão entre 70 a 120m de profundidade;
• Energeticamente é mais eficiente que a
 instalação horizontal;
• Área de implantação menor; 
• Custo de instalação mais elevado
Aspectos ambientais - BDC
 De acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA), as 
bombas de calor geotérmicas são o sistema de ar condicionado mais 
eficiente, menos poluente e economicamente viável. 
 Uma das maiores vantagens é a ausência de emissões no local, o que 
torna essas plantas adequadas para áreas urbanas. As emissõesde 
gases de efeito estufa ocorrem, no entanto, no estágio de geração 
de eletricidade e, portanto, dependem da combinação de energias 
adotadas por cada país.
Aspectos econômicos - BDC
 As bombas geotérmicas de calor são caracterizadas por altos custos de 
instalação e baixos custos de manutenção. Como resultado, eles 
representam um investimento de médio a longo prazo.
Histórico Mundial
● Primeiro uso: Há mais de 10 mil anos, na América do Norte, paleo-índios;
● Primeiro uso industrial: No final do século XVIII, na Itália, o vapor proveniente 
de aberturas naturais foi usado para extrair o ácido bórico das piscinas 
quentes;
● Primeira usina de energia geotérmica: Em 1904, Piero Ginori Conti inventou a 
usina em que o vapor era usado para gerar energia elétrica;
● Primeira bomba de calor geotérmico: Em 1946, a primeira bomba de calor 
geotérmica foi instalada no Commonwealth Building em Portland, Oregon;
Atual cenário mundial 
● A energia geotérmica produz menos de 1% da produção mundial;
● Para países que não possuem combustíveis fósseis, a energia geotérmica 
contribui significativamente para o suprimento de energia;
● Espera-se que o uso da energia geotérmica cresce nos próximos anos 
com o rápido crescimento em países como a Indonésia, as Filipinas e o 
Quênia, todos ricos em recursos geotérmicos;
● Países estabeleceram marcos e metas de desenvolvimento geotérmico a 
serem alcançados nos próximos anos;
● Em 2015 foi lançado a Global Geothermal Alliance; 
Petróleo
Carvão
Gás Natural
Nuclear 2,6%
Renováveis
19%
Combustíveis Fósseis 78,4%
Biomassa 9%
Bio-calor 2,6%
Etanol 0,34%
Biodiesel 0,15%
Biopower 0,25%
Hidroelétrica 3,8%
Vento 0,39%
Aquecimento solar 0,16%
Solar PV 0,077%
Solar CSP 0,0039%
Aquecimento geotérmico 0,016%
Eletricidade geotérmica 0,049%
Energia do oceano 
0,00078%
Total consumo de energia no mundo por fonte 
(2015)
Desenvolvimento geotérmico
● 44 novos projetos de energia geotérmica começaram a se desenvolver em 23 
países, adicionando 1.562,5 MW de capacidade em desenvolvimento;
● Produção mundial de energia geotérmica crescerá de 13,8 GW hoje para mais de 
23 GW em 2021;
● A capacidade internacional de desenvolvimento de energia geotérmica tem 
crescido nos primeiros oito meses de 2017;
Desenvolvimento geotérmico pelo mundo
Capacidade geotérmica global em 2017 (por 
país)
Turquia 
Estados Unidos
México
Quênia
Japão
Alemanha 
Est
ado
s U
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Fili
pin
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Países que se destacaram na capacidade de 
geração geotérmica, no final de 2017 (GW)
Ch
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qui
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Jap
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Países que mais utilizam calor geotérmico (2017)
Aplicações diretas de energia geotérmica em 
todo o mundo em 2017 (TJ/ANO).
Bombas de calor geotérmico
Aquecedor de ambiente
Aquecedor de estufas
Aquecimento de água
Secagem de agricultura
Uso industrial
Banho e natação
Refrigeração/Derretimento de neve
Outros
Histórico nacional
Um importante acervo de dados e informações técnicas sobre o potencial e a 
possibilidade do uso da energia geotérmica no Brasil encontram-se disponíveis nos 
Anais do Simpósio Brasileiro sobre Técnicas Exploratórias Aplicadas à Geologia, 
promovido pela Sociedade Brasileira de Geologia em Salvador - Bahia, no ano de 1984. 
Nesse Simpósio, foram discutidos vários aspectos relacionados aos sistemas de baixa, 
média e alta entalpia, e a necessidade de se desenvolver um programa de pesquisa de 
âmbito nacional, visando obter uma ideia mais precisa sobre os recursos e sobre a 
potencialidade do território brasileiro em energia geotérmica.
Poços de Caldas (MG) e Caldas Novas (GO).
Potencial econômico
O consumo econômico;
Custo com transporte de recurso;
À medida que a demanda global por eletricidade cresce, a 
energia geotérmica se aquece...
A estrela da energia geotérmica parece estar em ascensão. O governo japonês comprometeu-se 
a triplicar sua capacidade de energia geotérmica, de cerca de 540 MW em 2011 para 1.500 MW, até 
2030. 
El Salvador tem como objetivo obter 40% de sua eletricidade a partir de geotérmica até 2019 - 
cerca de 25% - e no Quênia a energia geotérmica assumiu agora a energia hídrica como 
fornecedora de eletricidade, fornecendo 51% da eletricidade do país. Mas esses países e outros 
como Islândia e Nova Zelândia têm uma grande vantagem: sua geologia vulcânica e atividade 
sísmica significam que o calor é relativamente perto da superfície e muitas vezes em contato 
próximo com a água e, portanto, muito mais fácil de tocar. Mas nem todos os países têm tanta 
sorte, e é aí que entra em ação a eletricidade geotérmica reforçada.
Vantagens
● Grande potencial geotérmico a nível 
mundial e alto fator de disponibilidade;
● Baixa emissão de CO2 por unidade de 
energia;
● Permite uma dependência nacional 
energética, não depende dos preços dos 
combustíveis fósseis, custo 
relativamente baixo por kWh;
● Baixa utilização do terreno;
● Menor impacto ambiental e visual;
● Tecnologia conhecida e estabelecida;
● Expansível de acordo com a demanda 
sem exigir muito espaço.
Desvantagens
● É restrita;
● Conteúdo de H2S e CO2 em alguns 
depósitos;
● Altos investimentos e um longo ciclo de 
desenvolvimento de projetos
● Dificuldade para encontrar depósitos 
de fácil acesso;
● Pode alterar ecossistemas através da 
contaminação térmica;
● Necessária uma manutenção 
periódica das instalações;
● Necessário maior número de 
perfurações.
Impactos ambientais
 Fluído geotérmico;
 Testes de perfuração das fontes;
 Temporários;
 Permanentes.
Desafios
● Usar em aplicativos diretamente ou indiretamente através de usinas de 
energia de ciclo binário;
● Uso de centrais de ciclo binário e tecnologias de redução de H2S;
● Utilização de novos sistemas de perfurações ou incentivos as empresas 
que desenvolvem esses projetos;
● Melhorias nas técnicas de busca que não envolvam perfurações;
● Reduzir os volumes de vapor emitidos para o meio ambiente;
● Investigar na manutenção adequada das instalações;
● Possibilidade de ampliar uma central de operação através de centrais de 
ciclo binário.
Referências
1. http://www.geocities.ws/saladefisica5/leituras/geotermica.html
2. https://pt.solar-energia.net/energia-renovavel/energia-geotermica
3. https://www.worldenergy.org/wp-content/uploads/2017/03/WEResources_Geothermal_2016.pdf
4. 
https://www.renewableenergyworld.com/articles/print/volume-20/issue-1/features/geothermal/2017-outlook-
geothermal-is-trending-upwards.html
5. 
https://www.power-technology.com/features/feature-top-10-biggest-geothermal-power-plants-in-the-world/
6. https://study.com/academy/lesson/geothermal-and-tidal-energy-advantages-and-disadvantages.html
7. http://energyinformative.org/geothermal-energy-pros-and-cons/
8. http://www.geothermalgenius.org/how-it-works/
9. https://www.youtube.com/watch?v=mCRDf7QxjDk