Energia Geotermica

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· resumo
A energia geotérmica é uma fonte de energia alternativa, é uma das mais benignas fontes de eletricidade, que é encontrada em regiões especiais da superfície da terra , o rendimento que se consegue é ainda muito baixo, mas está havendo pesquisas animadoras sobre o assunto, técnicas oferecem possibilidades excitantes, mas há ainda muitos problemas que devem ser considerados.
O alto custo das construções das usinas, da perfuração, e os possíveis impactos inviabilizam ainda muitos projetos.
· abstract
Geothermal Energy is a source of alternative energy, one of the most advantageous and it's found in some regions beneath the Earth's sur-
face. There have been motivating researches on this subject and, techniques that offer exciting possibilities, but there are still too many problems to be considered.
The high costs to build the geothermal power plant, perforation and the possible impacts turn some projects not viable.
1.Introdução
Energia Geotérmica, este trabalho tem por finalidade a apresentação da utilização da energia geotérmica.
Serão apresentados aspectos como definição, origem, utilização, impactos e problemas e perspectivas futuras.
1.1.DEFINIÇÃO
A energia geotérmica existe desde que o nosso planeta foi criado. Geo significa terra e térmica está ligada à quantidade de calor. Abaixo da crosta terrestre constitui-se uma rocha líquida, o magma. A crosta terrestre flutua nesse magma, que por vezes atinge a superfície através de um vulcão ou de uma fenda.
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. 
1.2.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 a 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.
1.3.ORIGEM
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 buracos fundos no chão até chegar aos reservatórios de água e vapor, 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 canalizada para o reservatório onde será naturalmente aquecida pelas rochas quentes.
2.GEOTERMIA E MEIO AMBIENTE
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 de emissão de gases poluentes como CO2 e SO2 ser praticamente nula.
Entretanto, é uma fonte não-renovável, pois o fluxo de calor do centro da Terra é muito pequeno comparado com a taxa de extração requerida, o que pode levar o campo geotérmico ao esgotamento. Isso ocorre, pois to tempo de vida de um campo geotérmico é de décadas, sendo que a recuperação pode demorar séculos.
Campos geotérmicos podem ser extensos e podem prover trabalho fixo por muitos anos.
Em áreas onde há vulcões, como na Rússia e Itália, bombeia-se água da superfície para as profundidades do subsolo em que existam câmaras magmáticas (de onde sai a lava). Nestas câmaras a temperatura é muito alta e por isto a água transforma-se em vapor, que retorna à superfície por pressão através de tubulações, acionando turbinas em usinas geotérmicas situadas na superfície terrestre. Em regiões onde há gêiseres (vapor d'água sob pressão proveniente de camadas profundas da crosta terrestre, através de fissuras da mesma, explodindo periodicamente na superfície terrestre), como na Islândia, aproveita-se este vapor d'água para calefação doméstica.
A cada 32 metros de profundidade da crosta terrestre a temperatura aumenta cerca de 1°C: é o grau geotérmico. Este aumento de temperatura pode ser usado para a construção de usinas geotérmicas, como já foi executado experimentalmente por cientistas norte-americanos do Laboratório Nacional de Los Alamos. Como todos os recursos naturais não-renováveis, a energia geotérmica também deve ser utilizada racionalmente.
3.FONTES DE ENERGIA GEOTÉRMICA
3.1.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.
3.2.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.
3.3.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 Larderello, na Itália e em Cerro Prieto, no México.
3.4.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.
4.VANTAGENS
4.1.PRINCIPAIS VANTAGENS
Exploração de minerais pelo método fluido
Túneis de alta velocidade como sistema de transporte
Túneisde abastecimento de água onde a canalização seria formada pela própria rocha fundida
Construção de depósitos permanentes e finais para lixo nuclear
Ciência e Pesquisa. Programas continentais de sondagem profunda para pesquisa de terremotos, vulcões, estratificações de matéria prima, etc.
4.2.VANTAGENS NA APLICAÇÃO TECNOLÓGICA
Não há produção de material escavado na perfuração, não havendo formação de detritos, poeira, etc.
Não há contaminação ambiental. Tecnologia absolutamente limpa
O furo não precisa de revestimento, pois a própria rocha fundida reveste o furo de forma definitiva com uma perfeita vedação, dispensando qualquer tipo de manutenção futura.
Grande velocidade de perfuração atingindo duzentos metros por dia
Menor custo
4.3.VANTAGENS DA EXPLORAÇÃO DA ENERGIA GEOTÉRMICA
A energia geotérmica é inesgotável
Não é poluente
Não ocupa grandes áreas como, por exemplo, a hidroelétrica com suas represas inutilizando grandes áreas com suas represas.
As usinas geotérmicas serão construídas nos grandes centros, dispensando as redes de transmissão de energia elétrica.
Mais segura e de muito mais fácil manutenção.
5.impactos e problemas
Devido a natureza, a energia geotérmica é uma das mais benignas fontes de eletricidade. 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.
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.
5.1.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 gases acabam indo para a atmosfera. A descarga de ambos, vapor de água e CO2 não são de séria significância na 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.
5.2.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.
5.3.ALUIMENTO DA TERRA
Quando uma grande quantidade de fluido é retirada da terra, sempre há a chance de ocorrer um abalo, nestes lugares deve ser injetada água.
O mais drástico exemplo de aluimento 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, finalmente aluimentos não deveriam ser um problema naqueles campos caracterizados pelas formações fraturadas quanto ao mais em rochas duras com basalto.
5.4.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 continua, pois novas unidades são adicionadas e novos poços são perfurados. Geralmente ocorre que as áreas geotérmicas são distantes das áreas urbanas.
5.5.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.
5.6.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, Waira-kei, e Momotombo (Nicarágua), mas como apareceu em experiências de perfuração, precauções mais seguras seriam o desenvolvimento de equipamentos de prevenção.
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 terremotos encadearam uma reinjeção de fluido geotérmico.
5.7.QUADRO DE ASPECTOS POSITIVOS E NEGATIVOS
6.perspectivas futuras
A energia geotérmica é uma fonte de energia alternativa que é encontrada em locais especiais da superfície terrestre, que necessita de muita pesquisa para melhor ser aproveitada, pois o rendimento que se consegue é ainda muito baixo. O alto custo das construções das usinas, da perfuração, e os possíveis impactos inviabilizam ainda muitos projetos.
7.conclusão
A energia geotérmica é uma fonte de energia alternativa que é encontrada em regiões especiais da superfície da terra , que necessita de muita pesquisa para melhor ser aproveitada, pois mesmo com os 94 anos que se passaram da primeira tentativa de exploração, ocorrida em 1904 em Lardarello na Toscana, o rendimento que se consegue é ainda muito baixo.
O alto custo de construção das usinas ,principalmente o da perfuração inviabiliza muitos projetos.
8.REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6023: Informação e documentação: referências: elaboração. Rio de Janeiro, 2002.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 14724: Informação e documentação: trabalhos acadêmicos: apresentação. Rio de Janeiro, 2005.
PINTO, Antônio Germano Gomes, Artigo: Energia Geotérmica. Disponível em http://www.ambientebrasil.com.br/noticias/. Acesso em 30 de mar 2008
SEVERINO, Antônio Joaquim. Metodologia do trabalho científico. 23. ed.São Paulo: Corte, 2007.
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http://www.dee.feis.unesp.br/usinaecoeletrica/geotermica/geo.htm
http://www.greensolutions.pt/geotermica.html