Blame

2acbe6 Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:24
1
# Energia Geotérmica
db6fbb Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:34
2
**Trabalho realizado por:**
3
Carina Castanheta
4
Henrique Marto
47a77b Carolina Rosário 2025-03-11 15:54:19
5
c27e94 Carolina Rosário 2025-03-11 15:40:00
6
**Data:**
7
fevereiro de 2019
db6fbb Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:34
8
<hr><hr>
47a77b Carolina Rosário 2025-03-11 15:54:19
9
db6fbb Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:34
10
# Energia Geotérmica
11
12
Entende-se por energia geotérmica a energia térmica proveniente do interior do planeta. A elevada temperatura do núcleo terrestre faz com que exista um fluxo de calor entre este e a superfície do planeta, sendo que a temperatura aumenta com o aumento da profundidade. A energia geotérmica é observável em alguns fenômenos naturais, como os vulcões e os geysers.
13
e56b4d Carolina Rosário 2025-03-11 15:45:16
14
f5d784 Carolina Rosário 2025-03-11 15:48:07
15
![Central geotérmica](./Energia_Geotermica-001.png)
e56b4d Carolina Rosário 2025-03-11 15:45:16
16
17
**Figura 1 - **Central geotérmica
db6fbb Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:34
18
19
Este recurso pode ser utilizado para aquecimento e arrefecimento ou para a produção de eletricidade, sendo que esta última aplicação necessita de temperaturas mais elevadas. Por isso, uma central geotérmica deverá ser construída próxima de um local ativo, onde haverá mais energia térmica disponível.
20
47a77b Carolina Rosário 2025-03-11 15:54:19
21
![Temperaturas das camadas do planeta Terra](./Energia_Geotermica-002.png)
22
23
**Figura 2 - ** Temperaturas das camadas do planeta Terra
24
db6fbb Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:34
25
26
---
27
28
# Mercado
29
30
A energia geotérmica é uma fonte relativamente pouco explorada mundialmente, sendo o maior produtor os Estados Unidos da América, por uma larga margem, seguidos das Filipinas e da Indonésia. Portugal encontra-se no top 20 dos produtores mundiais. A maior exploração geotérmica do mundo está situada na Califórnia, e corresponde aos geysers de San Francisco. [3,4]
31
32
Há vários países onde este tipo de energia satisfaz uma parte significativa das necessidades energéticas, de entre os quais se destacam a Nova Zelândia, Quênia, ...
33
fdea2d Carolina Rosário 2025-03-11 15:55:29
34
db6fbb Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:34
35
<hr><hr>
36
Sendo esta tecnologia ainda pouco desenvolvida, é expectável que o mercado venha a crescer nos próximos anos, com o aumento da procura de recursos energéticos renováveis. [3,4]
37
47a77b Carolina Rosário 2025-03-11 15:54:19
38
![Capacidade de produção de energia geotérmica por país](./Energia_Geotermica-003.png)
39
40
**Figura 3 - ** Capacidade de produção de energia geotérmica por país
41
db6fbb Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:34
42
43
<table>
44
<tr>
45
<th>País</th>
46
<th>Capacidade (MW)</th>
47
</tr>
48
<tr>
49
<td>United States</td>
50
<td>3,904</td>
51
</tr>
52
<tr>
53
<td>Philippines</td>
54
<td>1,197</td>
55
</tr>
56
<tr>
57
<td>Indonesia</td>
58
<td>1,958</td>
59
</tr>
60
<tr>
61
<td>Mexico</td>
62
<td>843</td>
63
</tr>
64
<tr>
65
<td>Italy</td>
66
<td>698</td>
67
</tr>
68
<tr>
69
<td>New Zealand</td>
70
<td>628</td>
71
</tr>
72
<tr>
73
<td>Iceland</td>
74
<td>356</td>
75
</tr>
76
<tr>
77
<td>Japan</td>
78
<td>535</td>
79
</tr>
80
<tr>
81
<td>El Salvador</td>
82
<td>204</td>
83
</tr>
84
<tr>
85
<td>Costa Rica</td>
86
<td>166</td>
87
</tr>
88
<tr>
89
<td>Kenya</td>
90
<td>167</td>
91
</tr>
92
<tr>
93
<td>Nicaragua</td>
94
<td>82</td>
95
</tr>
96
<tr>
97
<td>Turkey</td>
98
<td>56</td>
99
</tr>
100
<tr>
101
<td>Russia</td>
102
<td>52</td>
103
</tr>
104
<tr>
105
<td>Papua N.G.</td>
106
<td>56</td>
107
</tr>
108
<tr>
109
<td>Guatemala</td>
110
<td>24</td>
111
</tr>
112
<tr>
113
<td>Portugal</td>
114
<td>16</td>
115
</tr>
116
<tr>
117
<td>China</td>
118
<td>6</td>
119
</tr>
120
<tr>
121
<td>France</td>
122
<td>6</td>
123
</tr>
124
<tr>
125
<td>Ethiopia</td>
126
<td>4</td>
127
</tr>
128
<tr>
129
<td>Germany</td>
130
<td>3</td>
131
</tr>
132
<tr>
133
<td>Austria</td>
134
<td>1</td>
135
</tr>
136
<tr>
137
<td>Thailand</td>
138
<td>0.1</td>
139
</tr>
140
<tr>
141
<td>Australia</td>
142
<td>0.1</td>
143
</tr>
144
</table>
145
146
---
147
148
## Aplicações
149
150
A principal aplicação dos equipamentos que aproveito a energia geotérmica é para aquecimento ou arrefecimento de espaços e fluidos, como por exemplo as bombas de calor. No entanto, devido à alta possibilidade de utilização desta energia renovável, existe um crescente número de instalações que produzem eletricidade através de recursos geotérmicos, como por exemplo centrais geotérmicas e sistemas geotérmicos reforçados.
151
152
---
153
154
## Bombas de calor geotérmicas
155
156
As bombas de calor geotérmicas são aplicadas diretamente em edifícios podendo ser utilizadas para arrefecimento ou aquecimento. Este equipamento aproveita o gradiente natural de temperatura entre o solo e o ambiente à superfície. [6]
157
fdea2d Carolina Rosário 2025-03-11 15:55:29
158
db6fbb Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:34
159
<hr><hr>
160
De forma genérica o seu modelo de operação consiste no envio de um fluído quente ou frio através de uma tubagem até ao subsolo, onde o último absorve ou liberta calor, seguindo o fluído de volta para o interior do edifício. Podem funcionar como o tradicional ar condicionado, sendo cerca de 65% mais eficientes, e apresentam um tempo de vida de cerca de 25 anos para componentes à superfície e de 50 anos para componentes no solo.
161
162
Ao custo de aquisição deste equipamento acresce o custo de manutenção, neste caso eletricidade. Sendo a parcela de fontes renováveis da eletricidade variável de país para país, também as emissões, exclusivamente indiretas, deste equipamento variam. [6]
163
164
Estes equipamentos podem ser distinguidos pelo tipo de circuito, sendo aberto ou fechado. A escolha do tipo de sistema deve ter em conta o clima, o tipo de solo, terreno disponível e custos associados ao local. [6]
165
166
### Circuito fechado
167
168
Neste tipo de sistemas faz-se circular um fluído anticongelante ou água nas tubagens que devem ser de plástico, como por exemplo polietileno, de forma a que os químicos presentes no fluído ou no solo não reajam. Estas tubagens podem ser submersas em água ou no solo, consoante a configuração e o local. O comprimento do circuito irá depender da diferença de temperatura desejada. [8,9]
169
170
Existe regulamentação que proíbe a utilização deste tipo de sistemas em alguns locais, devido à utilização de fluídos refrigerantes no solo. [9]
171
172
Um circuito fechado pode ainda apresentar configuração vertical, horizontal ou localizar-se no fundo de um lago ou lagoa. [8,9]
173
174
#### Esquema dos tipos de circuitos fechados
175
176
<table>
177
<tr>
178
<td><strong>Vertical Loop</strong></td>
179
<td><strong>Horizontal Loop</strong></td>
180
<td><strong>Pond or Lake Loop</strong></td>
181
</tr>
182
<tr>
183
<td><img src="vertical_loop.png" alt="Vertical Loop"></td>
184
<td><img src="horizontal_loop.png" alt="Horizontal Loop"></td>
185
<td><img src="pond_or_lake_loop.png" alt="Pond or Lake Loop"></td>
186
</tr>
187
</table>
188
47a77b Carolina Rosário 2025-03-11 15:54:19
189
![esquema dos tipos de circuitos fechados](./Energia_Geotermica-004.png)
190
191
**Figura 4 - ** Esquema dos tipos de circuitos fechados
192
db6fbb Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:34
193
# Circuito fechado vertical
194
195
Estes sistemas são compostos por diversos tubos em forma de U, dispostos verticalmente no solo podendo alcançar profundidades de cerca de 120 metros. Uma tubagem horizontal a cerca de 2 metros de profundidade une os tubos. [10]
196
197
Apesar desta ser a opção mais cara de todos os tipos de circuito fechado, é muitas vezes a única alternativa, pois a exploração de grandes áreas na horizontal afeta mais a paisagem, e pode mesmo ser proibida. [10]
198
199
# Circuito fechado horizontal
200
201
A configuração é semelhante ao vertical, sendo a grande diferença a disposição dos tubos em formato de U na horizontal. A profundidade a que o sistema é instalado é muito inferior e por isso é possível contornar os custos de perfurar material rochoso. Outra vantagem deste arranjo é que pode ser construído nas bases de outras estruturas. [10]
202
203
# Circuito em lago ou lagoa
204
205
O circuito inclui um conjunto de tubagens em espiral que se encontra no fundo de um lago ou lagoa, a uma profundidade mínima de cerca de 2,4 metros. Nenhum impacto na flora aquática é conhecido, sendo esta configuração uma das mais baratas. [11]
206
207
# Circuito aberto
208
209
Esta configuração permite a extração de água através de poços diretamente para uso. Após utilização esta água é descarregada por outro tubo para um local próprio. Esta água pode ser armazenada num lago para esse propósito, despejada noutros cursos de água se cumprir os requisitos ou ainda ser injetada de novo no solo. Uma das principais vantagens é um custo de aquisição inferior. [10]
210
211
# Centrais geotérmicas
212
213
As centrais geotérmicas extraem vapor ou água quente do solo através de perfurações. Existem três tipos, e a sua utilização vai depender da fonte de energia, quanto mais quente a água menor será a quantidade de fluído a circular. [12]
214
215
As centrais requerem temperaturas elevadas, entre 150°C e 370°C. [12]
216
fdea2d Carolina Rosário 2025-03-11 15:55:29
217
db6fbb Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:34
218
<hr><hr>
219
Centrais geotérmicas a vapor seco
220
---------------------------------
221
222
Este é o tipo de central mais antiga, usada pela primeira vez em Itália no início do século XX, numa zona onde existiam *geysers* naturais. [13,14]
223
224
O fluído térmico utilizado é vapor retirado de um poço previamente perfurado, sobe até à turbina onde transfere energia e condensa. A rotação da turbina acoplada a um gerador produz eletricidade. [13,14]
225
47a77b Carolina Rosário 2025-03-11 15:54:19
226
![esquema de uma central geotérmica a vapor seco](./Energia_Geotermica-005.png)
227
228
**Figura 5 - ** Esquema de uma central geotérmica a vapor seco
db6fbb Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:34
229
230
---
231
232
Centrais geotérmicas Flash
233
--------------------------
234
235
Do poço é extraído um fluído cuja temperatura é no mínimo 182°C e a elevada pressão permite o seu escoamento ascendente. O fluído é pulverizado para um tanque cuja pressão é inferior à do fluído levando a que este vaporize. O passo seguinte é a injeção do vapor na turbina, sendo que nestas centrais o vapor condensado é injetado de novo no solo. [13,15,16]
236
237
O custo associado a uma central Flash é mais elevado devido ao aumento de complexidade dos equipamentos.
238
47a77b Carolina Rosário 2025-03-11 15:54:19
239
![esquema de uma central geotérmica flash](./Energia_Geotermica-006.png)
240
241
**Figura 6 - ** Esquema de uma central geotérmica flash
db6fbb Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:34
242
fdea2d Carolina Rosário 2025-03-11 15:55:29
243
db6fbb Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:34
244
<hr><hr>
245
# Centrais geotérmicas binárias
246
247
Ao contrário dos outros tipos, este inclui um segundo fluído, sendo este o que passa pelas mudanças de estado. [15,16]
248
249
A temperatura do fluído que advém do solo não é tão elevada como a utilizada nos dois tipos acima descritos. Este ascende até um permutador de calor onde liberta calor para outro fluído térmico com menor ponto de ebulição, como por exemplo pentano ou butano. Quando este vaporiza é injetado na turbina e o restante procedimento é igual. [15,16]
250
47a77b Carolina Rosário 2025-03-11 15:54:19
251
![esquema de uma central geotérmica binária](./Energia_Geotermica-007.png)
252
253
**Figura 7 - ** Esquema de uma central geotérmica binária
db6fbb Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:34
254
255
---
256
257
# Sistemas geotérmicos reforçado
258
259
As centrais acima descritas utilizam reservatórios aquíferos existentes na crusta terrestre, e por esta razão a sua localização é limitada. Os sistemas reforçados permitem recuperar o calor através de fraturas impostas no solo onde é injetada água. É, no entanto, necessário a permeabilização dos solos. A água injetada, em contacto com as rochas quentes é aquecida e volta a subir para a superfície através de poços de produção. [17]
260
261
Estes sistemas permitem colmatar o uso excessivo e o esgotamento dos reservatórios utilizados pelas centrais. [18]
262
47a77b Carolina Rosário 2025-03-11 15:54:19
263
![esquema de um sistema geotérmico reforçado](./Energia_Geotermica-008.png)
264
265
**Figura 8 - ** Esquema de um sistema geotérmico reforçado
db6fbb Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:34
266
fdea2d Carolina Rosário 2025-03-11 15:55:29
267
db6fbb Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:34
268
<hr><hr>
269
# Vantagens [4,19,20]
270
271
- Fonte renovável;
272
- Pouco poluente;
273
- Não necessita de combustíveis fósseis;
274
- Baixa produção de CO₂;
275
- Está sempre disponível;
276
- Exploração com baixos custos acrescidos;
277
- Capacidade 80% superior à dos combustíveis fósseis.
278
279
# Desvantagens [4,19]
280
281
- O potencial deste recurso depende da localização;
282
- Requer um investimento inicial elevado, apesar dos custos de exploração reduzidos;
283
- Pode libertar pequenas concentrações de H₂S, que tem um odor desagradável (cheiro a ovos podres);
284
- Podem ocorrer pequenas deposições de materiais tóxicos.
285
fdea2d Carolina Rosário 2025-03-11 15:55:29
286
db6fbb Carolina Rosário 2025-03-11 15:36:34
287
# Bibliografía
288
289
1. [Geothermal energy explained. Boulder weekly.](https://www.boulderweekly.com/)
290
2. [Temperature, composition, and depth of Earth's layers. The geosphere.](https://www.geosphere.com/)
291
3. [Geothermal energy. IRENA.](https://www.irena.org/)
292
4. [Geothermal Energy. National Geographic.](https://www.nationalgeographic.com/)
293
5. Goldstein, B., G. Hiriart, R. Bertani, C. Bromley, L. Gutiérrez-Negrín, E. Huenges, H. Muraoka, A. Ragnarsson, J. Tester, V. Zui, 2011: Geothermal Energy. In IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation [O. Edenhofer, R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, K. Seyboth, P. Matschoss, S. Kadner, T. Zwickel, P. Eickemeier, G. Hansen, S. Schlömer, C. von Stechow (eds)], Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. Disponible en: [https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/Chapter-4-Geothermal-Energy-1.pdf](https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/Chapter-4-Geothermal-Energy-1.pdf)
294
6. [Geothermal Heat Pumps. Office of Energy Efficiency & Renewable Energy.](https://www.energy.gov/eere/geothermal/geothermal-heat-pumps)
295
7. [Geothermal Heating and Cooling Technologies. United States Environmental Protection Agency.](https://www.epa.gov/)
296
8. [Closed Loop System. G.H.P. Systems, Inc.](https://www.ghpsystems.com/)
297
9. [Geothermal Heat Pump.](https://www.geothermalheatpump.com/)
298
10. [Geothermal Loop Options. Minnesota Geothermal Heat Pump Association.](https://www.mnghpa.org/)
299
11. [Pond or Lake Loop. G.H.P. Systems, Inc.](https://www.ghpsystems.com/)
300
12. [Geothermal power plants. Energy Education.](https://energyeducation.ca/)
301
13. [Types of Geothermal Power Plants. California Energy comission.](https://www.energy.ca.gov/)
302
14. [Geothermal power plants. Energy Education.](https://energyeducation.ca/)
303
15. [Geothermal explained. U.S. Energy Information Administration.](https://www.eia.gov/)
304
16. [Geothermal power plants. Energy Education.](https://energyeducation.ca/)
305
17. [How an Enhanced Geothermal System Works. Office of Energy Efficiency & Renewable Energy.](https://www.energy.gov/eere/geothermal/how-enhanced-geothermal-system-works)
306
18. [Geothermal Technologies Program. Office of Energy Efficiency & Renewable Energy.](https://www.energy.gov/eere/geothermal/geothermal-technologies-program)
307
19. [Geothermal Energy Pros and Cons. Energy informative.](https://energyinformative.org/)
308
20. [10 Myths About Geothermal Heating and Cooling. National Geographic.](https://www.nationalgeographic.com/)
309
310
<page_number>8</page_number>