Trabalho geral - energia geotermica

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Energia Geotérmica 
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ENERGIA GEOTÉRMICA 
 
Guilherme C. Erler – guicorteletti@hotmail.com, Roni Z. Leite Pereira – 
ronimilk@msn.com 
 
 
RESUMO: A energia geotérmica é uma fonte de energia alternativa, sendo uma das 
mais benignas fontes de eletricidade, e é encontrada em regiões geologicamente ativas 
da terra; o rendimento que se consegue é ainda muito baixo, mas existem pesquisas 
animadoras sobre o assunto, onde novas técnicas oferecem possibilidades 
animadoras, mas ainda com problemas que devem ser considerados. 
O alto custo das construções das usinas, da perfuração, e os possíveis impactos 
inviabilizam ainda muitos projetos. 
 
Palavras-chave: recurso energético, geotérmica, não-renovável. 
INTRODUÇÃO 
 
A energia geotérmica existe desde que o planeta foi criado. Geo significa terra e 
térmica está ligada à quantidade de calor. Abaixo da crosta terrestre constitui-se o 
manto. A crosta terrestre ‘’flutua’’ sobre esse manto, onde por muitas vezes, por algum 
fenômeno geológico o calor matélico atinge a superfície terrestre através das lavas de 
um vulcão, por exemplo. 
Os vulcões, as fontes termais e as fumarolas são manifestações conhecidas desta 
fonte de energia. O calor da terra pode ser aproveitado para usos diretos, como o 
aquecimento de edifícios e estufas ou para a produção de eletricidade em centrais 
geotérmicas. 
 
 
 
 
 
 
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HISTÓRICO 
A primeira tentativa de gerar eletricidade de fontes geotérmicas ocorreu em 1904 em 
Larderello na região da Toscana, na Itália. Contudo, esforços para produzir uma 
máquina para aproveitar tais fontes foram mal sucedidos, pois as máquinas utilizadas 
sofreram destruição devido à presença de substâncias químicas contidas no vapor. Já 
em 1913, uma estação de 250 kW foi produzida com sucesso e por volta da Segunda 
Guerra Mundial 100 MW estavam sendo produzidos, mas a usina foi destruída na 
guerra. 
O campo de gêiseres na Califórnia estava produzindo 500 MW de eletricidade em 
1970. A exploração desse campo foi dramática, pois em 1960 somente 12 MW eram 
produzidos e em 1963 somente 25 MW. México, Japão, Filipinas, Quênia e Islândia 
também têm expandido a produção de eletricidade por meio geotérmico. 
Na Nova Zelândia o campo de gases de Wairakei, na Ilha do Norte, foi desenvolvido 
por volta de 1950. Em 1964, 192 MW estavam sendo produzidos, mas hoje em dia este 
campo está acabando. 
Portugal conta com uma central geotérmica em funcionamento na Ilha de São Miguel, 
Açores. 
FONTES 
 A água contida nos reservatórios subterrâneos pode aquecer ou mesmo ferver, quando 
em contato com o magma. Existem locais onde a água quente sobe até a superfície 
terrestre, formando pequenos lagos. A água é utilizada para aquecer prédios, casas, 
piscinas no inverno, e até para produzir eletricidade. Em alguns lugares do planeta, 
existe tanto vapor e água quente que é possível produzir energia elétrica. A 
temperatura da água quente pode ser maior que 2000 C. 
Abrem-se poços profundos no chão até chegar aos reservatórios de água e vapor, 
onde estes são drenados até a superfície por meio de tubos e canos apropriados. 
Através desses tubos o vapor é conduzido até a central elétrica geotérmica. Tal como 
uma central elétrica normal, o vapor faz girar as lâminas da turbina como uma 
ventoinha. A energia mecânica da turbina é transformada em energia elétrica através 
de um gerador. A diferença dessas centrais elétricas é que não é necessário queimar 
um combustível para produzir eletricidade. Após passar pela turbina, o vapor é 
conduzido para um tanque onde será resfriado. A água que se forma será novamente 
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canalizada para o reservatório onde será naturalmente aquecida pelas rochas quentes 
. 
MÉTODOS: 
 ROCHA SECA QUENTE 
É possível aquecer a água usando o calor do interior da Terra quando não existem 
gêiseres e as condições são favoráveis. Existem regiões de alto fluxo de calor que 
possuem rochas a temperaturas altíssimas, porém essas rochas são impermeáveis de 
tal modo que não há circulação de líquido para transportar calor. 
Foi através de um experimento realizado em Los Alamos, Califórnia, que se encontrou 
uma forma de aproveitamento dessa característica, tornando possível a execução 
deste tipo de usina. 
Em terreno propício, foram perfurados dois poços vizinhos, distantes 35 metros 
lateralmente e 360 metros verticalmente, de modo que eles alcancem uma camada de 
rocha quente. Em um dos poços foi injetada água, que se aqueceu ao entrar em 
contato com a rocha, sendo expelida pelo outro poço, onde havia uma usina 
geotérmica instalada. Esse, no entanto, é apenas um projeto piloto e não gera energia 
para uso comercial. A previsão de duração desse campo geotérmico é de dez anos. 
 ROCHA ÚMIDA QUENTE 
Dessa mesma forma, é possível perfurar um poço para que ele alcance uma "caldeira" 
naturalmente formada — um depósito de água aquecido pelo calor terrestre. A água 
que está entre 130ºC e 330ºC é trazida à superfície através do poço e via pressão se 
converte em vapor. O vapor logo move as turbinas. A partir daí, energia elétrica é 
gerada como em todos os outros casos. 
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 VAPOR SECO 
Em casos raríssimos pode ser encontrada a chamada fonte de "vapor seco", em que a 
pressão é alta o suficiente para movimentar as turbinas da usina com excepcional 
força, sendo assim uma fonte eficiente na geração de eletricidade. São encontradas 
fontes de vapor seco em Lardarello, na Itália e em Cerro Prieto, no México. 
 CICLO BINÁRIO 
Algumas reservas que possuem fluidos (líquidos) a temperaturas menores que 220ºC 
não possuem calor suficiente para produzir rapidamente vapor e gerar energia. Utiliza-
se, então, uma central binária onde a água geotérmica transfere calor a um líquido que 
ferve a temperatura mais baixa que a água, convertendo-o em vapor e movendo as 
hélices da turbina. 
Tendo em vista que o Brasil não possui locais geologicamente ativos, esse tipo de 
energia pode ser utilizado sob a forma de fontes termais, como por exemplo, 
Caldas Novas – GO. Uma nova pesquisa vem sendo realizada no país visando a 
utilização desta energia: Uma forma de aproveitamento da energia geotérmica de 
baixa intensidade seria converter as galerias das minas em caldeiras geotérmicas, 
gerando uma rede de abastecimento de águas termais para residencias, podendo 
vir a ser útil em vários locais do Brasil, como por exemplo Ouro Preto – MG, 
segundo Rafael Rodrigues, um dos autores do projeto. 
IMPACTOS AMBIENTAIS 
Em virtude de sua natureza, a energia geotérmica é uma das mais benignas fontes de 
eletricidade. Seu custo de obtenção é menor do que o de combustíveis fósseis ou 
usinas nucleares, além da emissão de gases poluentes como CO2 e SO2 ser 
praticamente nula. 
Por causa dos altos índices de desperdícios que ocorrem quando o fluido geotérmico é 
transmitido a longas distâncias através de dutos, a energia deve ser posta em uso no, 
ou próximo do campo geotérmico. Dessa maneira o impacto ambiental é sentido 
somente nos arredores da fonte de energia. 
 
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Há, entretanto, certos problemas que devem ser enfrentados em geral, e outros que 
são específicos da natureza do sítio que dependem das características do geofluido e 
da aplicabilidade do local quanto às regulamentações e regras de proteção ambiental. 
 POLUIÇÃO DO AR 
Aproximadamente todos os fluxos geotérmicos contêm gases dissolvidos, estes gases 
são liberados junto com o vapor de água. De um jeito ou de outro, estes acabam 
migrando para a atmosfera. A descarga de ambos, vapor de água e CO2 não são de 
séria significânciana escala apropriada das usinas geotérmicas. Por outro lado, o odor 
desagradável, a natureza corrosiva, e as propriedades nocivas do H2S são causas que 
preocupam. Nos casos onde a concentração de H2S é relativamente baixa, o cheiro de 
ovo podre do gás causa náuseas; em concentrações mais altas pode causar sérios 
problemas de saúde. 
Um ser humano pode detectar concentrações de H2S em minutos, 0,030 ppm é o limiar 
normal. A 667 ppm, H2S pode causar a morte rapidamente por paralisia respiratória, 
em alguns casos a concentração de H2S no local da usina geotérmica pode ser da 
ordem de 1 ppm, na maioria dos casos, tais usinas são construídas perto de áreas de 
fontes quentes que naturalmente são caracterizadas por odores sulfurosos. 
Na Califórnia há uma lei que exige para que a concentração de H2S seja inferior ou 
igual a 0,030 ppm, para tanto foram instalados sistemas de abatimento para tratar os 
gases não condensados antes de serem descartados para a atmosfera. Além disso o 
vapor condensado deve ser tratado se for encontrado quantidades significativas de 
H2S no condensador. 
 POLUIÇÃO DA ÁGUA 
Devido à natureza mineralizada dos fluidos geotérmicos e à exigência de disposição de 
fluidos gastos, há a possibilidade da contaminação da água nas proximidades da usina, 
não é incomum encontrarem arsênio, mercúrio ou boro em pequenas, mas 
ambientalmente quantidades significantes de tais fluidos. A descarga livre dos resíduos 
líquidos para a superfície pode resultar na contaminação de rios, lagos, etc. 
 
 
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 ALUIMENTO DA TERRA 
Quando uma grande quantidade de fluido é retirada da terra, sempre há a chance de 
ocorrer um abalo; para que isso não ocorra, injeta-se agua nestes locais. 
O mais drástico exemplo de aluamento numa usina geotérmica está em Wairakei, Nova 
Zelândia; a fenda máxima está em 7,6m e está crescendo a uma taxa de 0,4m por ano, 
acredita-se que o problema pode ser atenuado com reinjeção. É interessante notar que 
desde 1958, quando a primeira unidade começou a operar em Wairakei, nenhuma 
reinjeção ocorreu, pois se acreditava que não aconteceria aluimentos na região devido 
o substrato ser constituído por basaltos fraturados. 
 POLUIÇÃO SONORA 
Os testes de perfuração das fontes são operações inerentemente barulhentas, se estas 
operações puderem ser ouvidas pela população de uma cidade, então métodos de 
abatimento devem ser empregados, silenciadores e abafadores de vapor são simples e 
fáceis de serem instalados. Pelo estudo cuidadoso da topografia natural, em muitos 
casos o caminho do som pode ser bloqueado, sons associados à construção de 
estradas e a da casa das máquinas são de duração deliberadamente curtas, mas a 
perfuração das fontes e seu ruído geralmente continuam, pois novas unidades são 
adicionadas e novos poços são perfurados. Geralmente poluição sonora não ocorre, 
tendo em vista que as áreas geotérmicas são distantes das áreas urbanas. 
 POLUIÇÃO TÉRMICA 
Embora seja verdade que usinas geotérmicas rejeitam várias vezes mais calor perdido 
por unidade de uso que outras usinas como a fóssil ou a nuclear, esta quantidade é 
insignificante em escala absoluta. Além disso, a perda de calor é para a atmosfera, 
desde que as torres de resfriamento sejam meios de rejeição de calor gasto da usina. 
 
 
 
 
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 EVENTOS CATASTRÓFICOS 
Os mais severos danos ambientais seriam aqueles associados à ruptura de 
pneumático, rupturas de tubulações, e falhas maiores de equipamentos, ou indutância 
sísmica resultante da falta de prática com os equipamentos; rupturas do pneumático 
ocorreram em vários lugares, incluindo os Gêiseres, Wairakei e Momotombo 
(Nicarágua). 
 
A chance de ruptura do pneumático é muito maior nos estágios iniciais do 
desenvolvimento do campo, pois menor é o conhecimento sobre a estrutura do 
reservatório e das propriedades do geofluido; tirando o caso da indutância sísmica, 
alguns acreditam que a reinjeção sob pressão pode resultar numa lubrificação das 
falhas sísmicas induzindo a um deslize ou terremoto, entretanto, alguns reservatórios 
geotérmicos estão subpressurizados e o geofluido pode retornar para o reservatório 
sem a necessidade de bombas, porém, pressões para reinjeção nos outros casos são 
moderadas, a 525 KPa. Além disso, não há casos onde reinjeção de fluido geotérmico 
tenha encadeado terremotos. 
 
Tabela 1. Aspectos positivos x negativos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Positivos Negativos
Umas das mais benignas fontes de energia. É uma energia muito cara e pouco rentável.
Mais barata que os combustíveis fósseis. Pode causar deterioração ao ambiente
A emissão de gases poluentes (CO2 e SO2) é 
praticamente nula.
Pode levar o campo geotérmico ao esgotamento.
Produz energia independente de variações como 
chuvas, níveis de rios, etc.
 A energia deve ser posta em uso no campo 
geotérmico ou próximo dele.
A área requerida para a instalação da usina é 
pequena. O calor perdido aumenta a temperatura do ambiente.
Estimula os negócios regionais. Emissão de H2S (ácido sulfídrico) com odor 
Pode abastecer comunidades isoladas. Altos custos para reconhecimento e pesquisa do local
Baixo custo de operação, devido ao baixo custo do 
combustível.
ASPECTOS
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
http://www.fcmc.es.gov.br/download/energia_geotermica.pdf, acessado em 19 de maio 
de 2010. 
http://www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/geoter/geoter.html, acessado em 19 de 
maio de 2010. 
http://www.dee.feis.unesp.br/usinaecoeletrica/geotermica/geo.htm, acessado em 19 de 
maio de 2010. 
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=minas-
abandonadas-poderao-gerar-energia-geotermica, acessado em 18 de maio de 2010. 
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=minas-
abandonadas-poderao-gerar-energia-geotermica, acessado em 19 de maio de 2010. 
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/meio-ambiente-energia-geotermica/, 
acessado em 18 de maio de 2010. 
http://ecotecnologia.wordpress.com/, acessado em 23 de maio de 2010; 
http://2.bp.blogspot.com/_Wq0dPfU4wkM/SfxuRu4NSRI/AAAAAAAAAcE/dh1Uu1kDz60
/s400/central+geotermica.jpg, acessado em 23 de maio de 2010. 
PINTO, Antônio Germano Gomes, Artigo: Energia Geotérmica. Disponível em 
http://www.ambientebrasil.com.br/noticias/. Acesso em 17 de maio 2010.