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domingo, 22 de junho de 2008

ENERGIA GEOTERMICA

Geiseres são jatos de água quente e vapor expelidos, de tempos em tempos, em temperatura variável. Além das rochas, nas profundezas da terra, existe água circulando, sempre recarregada por chuvas.

Quando a temperatura desta água se eleva, ela entra em ebulição e sai através dos geiseres, liberando pressão. Neste mecanismo de expansão, o vapor se expande muito, como num sistema de motor a vapor: quando o vapor se expande, gera trabalho.

Nos campos geotermais, vários geiseres têm, ao mesmo tempo, seus vapores canalizados até uma caldeira ( como se faz com poços de água), alimentando usinas termoelétricas.

Nesses campos de geiseres, desenvolvem-se padrões únicos de vida animal e vegetal. Em decorrência das altas temperaturas, surgem lagos de água quente que abrigam bactérias, cianobactérias e algas.


Energia geotérmica


A energia geotérmica, ou o calor da terra, aumenta de acordo com a profundidade. Em condições normais, ocorre um acréscimo de 20 a 40ºC por quilômetro.

No Rio Grande do Norte, a Petrobras está utilizando poços de petróleo já secos para aquecer cerca de 500 mil metros cúbicos/dia de gás natural a ser injetado em poços produtores. Assim, diminui a queima de combustíveis, o que reduz custos e evita emissões de CO2 para a atmosfera.

Uso de Energia Geotérmica para Aquecimento de Gás Natural



Energia Geotérmica
O aproveitamento da energia térmica do interior da terra, até a década de oitenta, só era possível em locais onde a rocha no estado de fluido incandescente fica perto da superfície da terra, como, por exemplo, na cidade de Reykjavica, capital da ilha vulcânica da Islândia, e da cidade italiana Larderello.

A população destas duas localidades agradece o ar puro às condições geológicas locais que permitem o aproveitamento da energia térmica do interior da terra que aflora naquelas localidades, via fontes de água quente que acionam as caldeiras e turbinas há mais de cem anos, produzindo energia elétrica.

O interior da terra possui um potencial energético incomensurável, ainda não aproveitado porque faltava uma tecnologia adequada a furos de grande profundidade na crosta terrestre, atingindo, assim, as camadas aquecidas. Só para se ter uma idéia, a energia geotérmica acumulada a uma profundidade de oito a dez quilômetros de profundidade, numa área equivalente ao estado do Rio de Janeiro, corresponde a uma potência calorífica equivalente a vinte bilhões de toneladas de carvão.

A fim de criar condições de aproveitamento da energia do interior da terra, cientistas dos Estados Unidos utilizaram o processo seguinte:
A uma determinada distância, algumas centenas de metros, dois furos foram abertos na crosta terrestre até uma profundidade de cinco mil metros, com um diâmetro aproximado de um metro cada furo, atingindo, na parte mais profunda dos furos, a temperatura de quinhentos graus centígrados e, sob pressão, forçava-se a passagem da água de um dos furos, através das fissuras da rocha, para o outro furo, havendo assim uma troca térmica, onde a água aquecida, subindo pelo segundo furo, será recebida, na superfície, em caldeiras ou captadores de vapor que irão acionar as turbinas geradoras de energia elétrica.

Esta metodologia fracassou pelo fato de ser praticamente impossível realizar perfurações até esta profundidade, utilizando-se brocas convencionais de vídia ou diamantes que rapidamente se desgastam e se danificam devido ao calor a tal profundidade, além da dificuldade na troca de hastes, brocas, barriletes e retirada do entulho proveniente da perfuração.

Este projeto foi inviabilizado devido ao custo e as dificuldades operacionais.

Na década de 80, foi proposto um método que veio, finalmente, criar condições de aproveitamento da energia térmica do interior da terra, método proposto por um cientista alemão.

Na prática, o método se parece muito com o dos americanos, variando apenas, o equipamento perfurante das rochas que consiste no seguinte:

Uma cabeça de broca, formada por uma liga de tungstênio, em forma de um projétil ou cone, com aproximadamente um metro de diâmetro por cinco de comprimento que funciona como maçarico, alimentado por uma chama de hidrogênio/oxigênio, sob pressão, capaz de produzir uma chama de três mil graus centígrados, temperatura capaz de fundir qualquer tipo de rocha.

O equipamento, o maçarico, é pressionado por um sistema hidráulico em direção à chama, contra a crosta da terra em inicio de fusão. Durante a operação, o equipamento é alimentado com hidrogênio e oxigênio a alta pressão que têm a função de combustível e comburente, respectivamente. A refrigeração do maçarico é feita por nitrogênio líquido que circula internamente no equipamento.

Apesar do calor de três mil graus centígrados, da fusão da rocha, da alta pressão dos gases de combustão, cerca de mil atmosferas, uma penetração contínua, sem falha de material, em profundidade de mais de dez mil metros, através da alta temperatura de fusão do raio focal do hidrogênio/oxigênio, a rocha será fundida com grande velocidade de perfuração, quase dez vezes a velocidade de perfuração pelos processos convencionais, quase duzentos metros por dia, caindo os gastos e custos na mesma proporção.

O produto da combustão do hidrogênio/oxigênio, vapor de água, produz no processo de fusão da rocha uma diminuição do ponto de fusão da rocha e causa, por isso, uma economia de energia porque o vapor de água será absorvido pela massa fundida ou deslocada durante o processo de perfuração.

O maçarico é refrigerado internamente com nitrogênio líquido, sob pressão, que além de aumentar a vida útil do equipamento, por ser um gás não combustível, protege-o contra possíveis vazamentos que poderiam causar acidentes com o combustível.

O sistema é capaz de agüentar o efeito corrosivo da massa fundida de rocha super aquecida. Assim, é possível realizar em qualquer subsolo uma perfuração contínua, mesmo com um diâmetro grande de furo, com alta velocidade de penetração, com qualquer seção ou forma de furo e, conforme a necessidade, vertical, horizontal ou inclinada, sempre apresentando, como produto final, um revestimento no furo, não corrosível ou desgastável pelo tempo ou pelo uso, perfeitamente impermeável, formado pela vitrificação da própria rocha fundida e cravada, sob pressão, nas fissuras e reentrâncias da própria rocha.

a) Aplicações da Tecnologia
Exploração da abundante e inesgotável energia do interior da terra como já demonstrado:
Exploração de minerais pelo método fluido
Túneis de alta velocidade como sistema de transporte
Túneis de 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
b) Vantagens na Aplicação da Tecnologia
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
c) 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.
Concluímos do que foi dito acima que temos, bem sob os nossos pés, recursos inesgotáveis de energia, sendo desnecessária a busca de outras soluções mirabolantes, pouco convincentes e perigosas à vida sobre a terra.


Energia Geotérmica
Podemos definir energia geotérmica como o calor proveniente da Terra, mais precisamente do seu interior. Ela existe desde que o nosso planeta foi criado.

Abaixo da crosta terrestre, existe um manto composto por rochas líquidas a altas temperaturas, o magma. Nestas zonas, os depósitos ou correntes de água são esquentados pelo magma até temperaturas às vezes superior a 140 ºC. Quando a água ou vapor emergem através de fissuras na crosta, aparecem os gêiseres, as fumarolas e as fontes termais.

Este incrível recurso equivale a 50.000 vezes a energia que se obtém de todos os recursos de gás e petróleo do mundo.

Conversão de energia
Desde a antiguidade a energia geotérmica é utilizada através das fontes termais, especialmente para banhos devido os possíveis efeitos medicinais. Alguns povos também a utilizavam para obter água potável a partir da condensação do vapor. Atualmente existem basicamento duas finalidades para a energia geotérmica:

Uso Direto;
Geração de eletricidade.
Aspectos Positivos e Negativos

Todas as formas de geração de energia elétrica apresentam algum tipo de impacto ambiental. Abaixo, são apresentadas os principais benefícios e as desvantagens das usinas geotérmicas.

ASPECTOS
Positivos Negativos
Umas das mais benignas fontes de energia.
Mais barata que os combustíveis fósseis.
A emissão de gases poluentes (CO2 e SO2) é praticamente nula.
Produz energia independente de variações como chuvas, níveis de rios, etc.
A área requerida para a instalação da usina é pequena.
Estimula os negócios regionais.
Pode abastecer comunidades isoladas.
Baixo custo de operação, devido ao baixo custo do combustível.
Geração de empregos (mão-de-obra barata e especializada).
É uma energia muito cara e pouco rentável.
Pode causar deterioração ao ambiente, ainda que a reinjeção de água seja feita.
Pode levar o campo geotérmica ao esgotamento.
A energia deve ser posta em uso no campo geotérmico ou próximo dele.
O calor perdido aumenta a temperatura do ambiente.
Emissão de H2S (ácido sulfídrico) com odor desagradável, corrosivo e nocivo à saúde.
Altos custos para reconhecimento e pesquisa do local.


Situação 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 idéia mais precisa sobre os recursos e sobre a potencialidade do território brasileiro em energia geotérmica.


energia geotérmica
Energia que vem do fundo da Terra
A geotermia é utilizada para produção de eletricidade, aquecimento de água e de ambientes



Apesar de pouco conhecida no Brasil, a energia geotérmica é a única fonte para a produção de eletricidade em muito países. Para se obter esta energia não é necessária a queima de combustíveis fósseis pois é produzida a partir do uso da água e do calor contidos no interior do planeta.

A exploração da energia geotérmica só pode ser feita em um número restrito de locais que normalmente são identificados pela presença de vulcões ou geisers (sprays de água quente). As fontes de calor estão localizadas em grandes profundidades, o que eleva os custos de produção. A cada 32 metros abaixo do solo a temperatura aumenta em cerca de1oC. Outro complicador que dificulta o uso da geotermia é que a fonte se esgota em poucas décadas.

Energia do calor
Além do calor, a produção da energia geotérmica depende da água. Existem dois modos de se obter a energia, a primeira é a existência de lençóis de água quente no subsolo, a segunda é a injeção de água que, em contato com as altas temperaturas encontradas no interior do planeta, evapora e volta à superfície por meio de dutos a alta pressão.

A partir de então, o processo de geração de energia elétrica se dá de forma usual. O vapor é conduzido à central elétrica onde movimenta a turbina que aciona um gerador. O vapor volta a ser condensado e como água é reintroduzido nos dutos com a finalidade de gerar mais energia.

De acordo com a Associação Geotérmica Internacional (IGA, sigla em inglês), existem 25 países que possuem plantas de geração de energia elétrica geotérmica no mundo. Entre estes o que tem maior capacidade de produção são os EUA, com 2020 MW, cerca de 28% a menos do que em 1995.

No campo de aquecimento de água e de ambientes o número de países que utilizam a energia geotérmica mais que duplica. São 58 países. Novamente os EUA são quem mais aproveita o potencial da energia do interior do planeta. Sua capacidade de produção instalada é de 3766 MWt, o que representa quase 25% da oferta desta energia no mundo.

De acordo com o jornal The New York Times, aproximadamente 1 milhão de residências naquele país que possuem sistemas geotérmicos individuais. O diário afirma que essa fonte ganha popularidade pois a preocupação com o meio ambiente é cada vez maior.

Entretanto, a maior razão ainda é a econômica. O uso da geotermia possibilita uma redução de 20% no consumo de energia em cada residência. Dependendo da disponibilidade da fonte de calor, é possível eliminar o custo da perfuração, o que acarreta num retorno de investimento mais rápido.

Impacto ambiental
Durante os anos 60 a geotermia foi considerada uma fonte de energia limpa. Ao passo que a questão ambiental entrou no centro das atenções no mundo inteiro, descobriu-se que mesmo a energia geotérmica possui potencial poluidor no local onde a usina está instalada.

Apesar dessas usinas lançarem gases tóxicos que em grandes quantidades podem levar à morte, a IGA divulga em seu site que a poluição gerada por este tipo de fonte energética no ar, água e subsolo variam entre baixa e moderada. Por isso a geotermia é considerada uma das fontes energéticas mais limpas comparada às tradicionais.


Energia Geotérmica
Como se sabe a própria Terra tem a sua energia nativa, como é prova disso os vulcôes e os sismos. Essa mesma energia pode ser conduzida para colocar em funcionamento geradores de electricidade e para aquecimento de casas.

A Energia Geotérmica é produzida quando água subterrânea é aquecida quando passa por uma região subsuperficial de rochas quente (reservatório de calor). A água aquecida ou o vapor resultante do processo é trazido até à superfície por furos feitos propositadamente para o efeito. Este processo pode ser natural ou pode ser introduzido artificialmente



Já vários países usam este tipo de energia para produzirem electricidade. o maior exemplo disso mesmo é Reykjavík, capital da Islãndia, queé inteiramente aquecida pela energia geotérmica.

O problema deste tipo de energia é a sua localização, nem todos podem usufruir deste recurso. Um outro problema ainda se põe que é o facto de poder ocorrer a subsidiência do solo nessas regiões onde se reira a água aquecida sem a repor. A Energia Geotérmica pode não ser a principal contribuinte para a produção energética no futuro, mas é muito bem vinda já que não polui e é sempre bom, não se estar dependente de apenas um tipo de recurso energético como sabemos.

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