Energia geotérmica

Energia geotérmica (ou energia geotermal) é a energia derivada do calor interno do planeta Terra. É uma fonte de energia limpa e renovável, que está disponível de maneira constante na natureza. No entanto, sua exploração é mais fácil nas proximidades do encontro de placas tectônicas. A energia geotérmica pode ser convertida em eletricidade, o que acontece no interior das usinas geotérmicas, ou ser empregada diretamente para o aquecimento e resfriamento de imóveis. Embora apresente muitas vantagens, é pouco utilizada no Brasil e no mundo.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre energia geotérmica
• 2 - O que é energia geotérmica?
• 3 - Como funciona a energia geotérmica?
• 4 - Vantagens da energia geotérmica
• 5 - Desvantagens da energia geotérmica
• 6 - Energia geotérmica no mundo
• 7 - Energia geotérmica no Brasil
• 8 - Principais usinas de energia geotérmica do mundo
• 9 - Exercícios resolvidos sobre energia térmica

Resumo sobre energia geotérmica

• A energia geotérmica ou geotermal é uma fonte renovável de energia, proveniente do calor interno do planeta Terra.

• Fontes de água e vapor superaquecidos são utilizadas para a obtenção de energia geotérmica.

• As usinas geradoras de eletricidade por meio de fontes geotermais são chamadas de usinas geotérmicas.

• É mais viável em áreas situadas nas proximidades de encontro entre placas tectônicas.

• É utilizada na geração de eletricidade e para o aquecimento e resfriamento de residências e edifícios de modo geral.

• Trata-se de uma fonte de energia limpa e renovável, e essa é a sua principal vantagem.

• Pode provocar o afundamento do terreno, aquecimento das áreas e liberação de substâncias como dióxido de enxofre nos solos e corpos hídricos, sendo essas suas principais desvantagens.

• Ainda é pouco utilizada no mundo e no Brasil. No caso brasileiro, as fontes geotermais são usadas principalmente para o lazer e recreação.

• Dentre seus maiores produtores mundiais estão: Estados Unidos, México, Filipinas, Itália e Islândia.

O que é energia geotérmica?

Energia geotérmica (ou energia geotermal) é o nome dado à energia que é gerada por meio do calor proveniente do interior do planeta Terra. Trata-se de uma fonte renovável de energia que pode ser utilizada na geração de eletricidade e também para o aquecimento ou resfriamento de residências e edificações no geral. Ela é mais viável em áreas situadas nas proximidades do encontro de placas tectônicas, os blocos semirrígidos que formam a crosta terrestre.

Como funciona a energia geotérmica?

O interior do planeta Terra é constituído pelo magma e por um núcleo, ambos a temperaturas extremamente elevadas que variam entre 2.000 °C e 6.000 °C na sua camada mais interna. Os processos físicos e químicos que acontecem abaixo da crosta terrestre, como as correntes de convecção do magma, a intrusão magmática e o decaimento radioativo, são responsáveis por transferir parte do calor interno para as rochas e os corpos d’água, como os aquíferos, em algumas regiões do nosso planeta.

A água superaquecida no subsolo pode ser liberada em superfície de diversas maneiras, sendo as principais delas através de gêiseres, saídas de vapor, minas e lagos de água termal. É por meio dessas fontes de água aquecida que chega até a superfície que a energia geotérmica é aproveitada de diferentes maneiras.

O principal uso da energia geotérmica é para a geração de eletricidade, o que acontece no interior das usinas geotérmicas. Essas unidades se localizam próximo de corpos de água termal ou de vapores superaquecidos. A obtenção do vapor oriundo dessas diferentes fontes se dá por meio da perfuração dos poços de extração. No caso dos corpos hídricos, a transformação da água em vapor acontece em função da diferença de pressão entre o subsolo e a superfície.

O vapor d’água é conduzido por meio de um sistema de tubos, denominado vaporduto, para um segundo compartimento, onde as turbinas são acionadas. A partir de então, a energia mecânica gerada pelo movimento das turbinas aciona o gerador, onde acontece a sua conversão em eletricidade. Após esse processo, a energia elétrica é conduzida ao seu consumidor final. O vapor d’água passa por um resfriamento e pela condensação, sendo reintroduzido em subsuperfície.

A energia geotérmica também pode ser aproveitada para o aquecimento e resfriamento direto de residências e edificações. Nesse caso, o processo acontece por meio de um sistema de canos em formato de U que é instalado no subsolo e através dos quais circula água ou outro tipo de líquido refrigerador. Esse sistema realiza a transferência de calor das fontes geotermais para o interior do imóvel (aquecimento), ou, no sentido contrário, o calor é passado do imóvel para a fonte (resfriamento).

Vantagens da energia geotérmica

• É uma energia limpa, isto é, que não resulta na emissão de gases poluentes para a atmosfera e, portanto, não contribui para o agravamento do aquecimento global (aumento anormal da temperatura média do planeta).

• A energia geotérmica é oriunda de uma fonte renovável de energia. Isso significa que ela não se esgotará em um futuro próximo e pode ser encontrada em quantidades abundantes na natureza.

• As usinas geotérmicas têm a capacidade de funcionar de maneira ininterrupta, tendo em vista que a fonte utilizada não depende de fatores externos (como dos ventos ou da luz solar, por exemplo) ou de fenômenos climáticos específicos (como as chuvas).

• Não demanda grandes áreas para a construção das usinas, e o impacto sobre o meio natural e para a população são menores se comparados a outras formas de geração de energia.

• É baixíssimo o custo de produção e de manutenção das usinas. Os gastos se concentram na infraestrutura para a instalação.

• Apresenta maior produtividade do que outras fontes de energia.

Desvantagens da energia geotérmica

• A instalação das usinas geotérmicas pode provocar fraturas no substrato (solo e rochas) e, ainda, levar ao afundamento da área de funcionamento.

• Há aquecimento da superfície e dos terrenos próximos, o que demanda que as usinas sejam instaladas em áreas mais afastadas.

• Ocorrem tremores de terra durante a perfuração dos poços das usinas geotérmicas.

• Os custos de instalação são muito altos, especialmente em regiões onde as fontes geotérmicas se apresentam em maior profundidade.

• Elevada poluição sonora para a perfuração dos poços e instalação da infraestrutura. Os ruídos podem ser emitidos também na geração de energia.

• O processo de geração de energia pode resultar na poluição dos solos e dos corpos hídricos quando a água resultante é retornada sem tratamento. Isso se dá em função das inúmeras substâncias tóxicas que o material obtido do interior da Terra pode apresentar, como o dióxido de enxofre.

Energia geotérmica no mundo

A energia geotérmica, embora seja uma importante fonte sustentável de geração, é pouco utilizada no mundo. Ela está inclusa na fatia de 2,5% da matriz energética global, que agrega fontes como a solar e a eólica.

Apesar do baixo uso em escala mundial, a energia geotérmica é primordial na geração de eletricidade de alguns países, além de constituir boa parte de sua matriz energética. São esses países:

• El Salvador;

• Filipinas;

• Islândia;

• Nova Zelândia;

• Quênia.

No caso da Islândia, mais de 90% da energia gerada e consumida no país é proveniente de fontes geotérmicas, de acordo com a Agência Internacional para as Energias Renováveis (Irena, na sigla em inglês).

Além dos listados acima, existem outros países que possuem uma grande capacidade instalada e realizam a geração de energia geotérmica em seus territórios. O principal deles é os Estados Unidos, que possuem o maior complexo geotérmico do mundo, situado no estado da Califórnia, na costa oeste. Indonésia, Turquia, México e Itália são também grandes geradores de energia por meio de fontes geotérmicas.

Energia geotérmica no Brasil

As fontes geotérmicas brasileiras, maioria das quais estão situadas em áreas de bacias sedimentares, são pouco exploradas no país.

No mundo, os maiores potenciais geotérmicos ficam nas áreas de encontro entre placas tectônicas, o que não é observado na geologia do Brasil. No Brasil, o uso das fontes geotermais está mais associado à recreação e ao lazer do que à geração de eletricidade e às atividades econômicas, como na indústria e na atividade agrícola.

O maior potencial geotérmico para a exploração econômica fica nos estados de Goiás, Paraná, São Paulo, Santa Catarina e Tocantins.|1| Atualmente, as fontes geotérmicas são utilizadas em áreas de recreio nas cidades de Caldas Novas (GO) e Poços de Caldas (MG).

Principais usinas de energia geotérmica do mundo

Veja também: Quais são as 10 maiores usinas hidrelétricas do mundo?

Exercícios resolvidos sobre energia térmica

Questão 1

(Enem) A energia geotérmica tem sua origem no núcleo derretido da Terra, onde as temperaturas atingem 4.000 °C. Essa energia é primeiramente produzida pela decomposição de materiais radiativos dentro do planeta.

Em fontes geotérmicas, a água, aprisionada em um reservatório subterrâneo, é aquecida pelas rochas ao redor e fica submetida a altas pressões, podendo atingir temperaturas de até 370 °C sem entrar em ebulição. Ao ser liberada na superfície, à pressão ambiente, ela se vaporiza e se resfria, formando fontes ou gêiseres. O vapor de poços geotérmicos é separado da água e é utilizado no funcionamento de turbinas para gerar eletricidade. A água quente pode ser utilizada para aquecimento direto ou em usinas de dessalinização.

Roger A. Hinrichs e Merlin Kleinbach. Energia e meio ambiente. Ed. ABDR (com adaptações).

Depreende-se das informações acima que as usinas geotérmicas

A) utilizam a mesma fonte primária de energia que as usinas nucleares, sendo, portanto, semelhantes os riscos decorrentes de ambas.

B) funcionam com base na conversão de energia potencial gravitacional em energia térmica.

C) podem aproveitar a energia química transformada em térmica no processo de dessalinização.

D) assemelham-se às usinas nucleares no que diz respeito à conversão de energia térmica em cinética e, depois, em elétrica.

E) transformam inicialmente a energia solar em energia cinética e, depois, em energia térmica.

Resolução:

Alternativa D.

As usinas geotérmicas convertem a energia térmica (calor) em energia cinética quando acionam as turbinas. A partir de então, essa energia cinética ativa um gerador onde haverá a sua conversão em energia elétrica. Esse mesmo processo acontece nas usinas nucleares, embora com fontes de calor distintas.

Questão 2

(Uerj) As usinas geotérmicas são uma forma alternativa de geração de energia elétrica por utilizarem as elevadas temperaturas do próprio subsolo em algumas regiões. Considere as informações do esquema e do mapa a seguir:

O país cuja localização espacial proporciona condições ideais para amplo aproveitamento da energia geotérmica é:

A) Islândia

B) Nigéria

C) Uruguai

D) Austrália

Resolução:

Alternativa A.

A Islândia está posicionada próximo a uma área de encontro de placas tectônicas, no extremo norte da Europa. A sua localização faz com que o vulcanismo e a presença de fontes de vapores superaquecidos e fontes termais seja maior, proporcionando, assim, condições ideais para o aproveitamento da energia geotérmica.

Notas

|1| CORRÊA, Amanda. Energia geotermal — o que é, usos e presença no Brasil. Igeológico, 18 set. 2019. Disponível aqui.

Por Paloma Guitarrara
Professora de Geografia