Energia geotérmica

Energia geotérmica é a energia proveniente do interior do planeta Terra na forma de calor. Ela é obtida no subsolo ou em superfície por meio de reservatórios de água superaquecida que se formam em áreas onde acontece a intrusão do magma, como em regiões vulcânicas ou na presença de fraturas na rocha subjacente. Por causa da sua disponibilidade na natureza, pode ser considerada infinita. A energia geotérmica é considerada uma fonte renovável.

A energia geotérmica é utilizada para o aquecimento do interior de residências e edifícios, assim como para a geração de energia elétrica. No segundo caso, a transformação acontece no interior das usinas geotérmicas, que têm forte presença na Islândia, por exemplo. Embora seja uma energia renovável e, também, limpa, os custos para a instalação de uma usina geotérmica são elevados, ao mesmo tempo que sua presença pode ocasionar o aumento de fraturas nas rochas e o aquecimento de superfícies. No Brasil, a energia geotérmica é usada principalmente para o lazer e a recreação.

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Resumo sobre energia geotérmica

• Energia geotérmica, ou geotermal, é a energia que tem origem no interior da Terra.

• É obtida principalmente por meio da água superaquecida por causa do calor interno da Terra, o qual se aproxima da superfície em áreas de intrusão magmática.

• É usada para a geração de eletricidade e também para o aquecimento de edificações.

• As unidades responsáveis pela geração de energia elétrica por fontes termais são as chamadas usinas geotérmicas.

• Os gêiseres e os lagos termais são duas das principais fontes de energia geotérmica.

• Essa é uma fonte renovável de energia. Suas usinas podem funcionar de forma ininterrupta e com baixo custo de manutenção, sendo essas algumas das vantagens da energia geotérmica.

• A possibilidade de causar rachaduras no substrato rochoso, construções isoladas e de alto custo acabam sendo desvantagens da energia geotérmica.

• A Islândia tem 90% de sua matriz energética formada pela energia geotérmica. Os Estados Unidos também apresentam elevada capacidade instalada.

• No Brasil, as fontes geotermais são utilizadas para a recreação, o lazer e para fins terapêuticos. Destacam-se as cidades de Caldas Novas (GO) e Poços de Caldas (MG).

O que é energia geotérmica?

Também chamada de energia geotermal, a energia geotérmica é proveniente do interior da Terra na forma de calor. Utilizada pelos seres humanos para a geração de eletricidade e para o aquecimento de prédios e edifícios, ela é considerada uma fonte de energia renovável por conta da sua disponibilidade e capacidade de reposição na natureza, uma vez que é parte inerente do funcionamento do planeta em que vivemos.

Como funciona a energia geotérmica?

A energia geotérmica é originada no interior da Terra. Para entender como ela funciona, é preciso relembrarmos a estrutura do nosso planeta. Na sua parte mais interna e, portanto, mais distante da crosta (litosfera), existe um núcleo muito denso e que apresenta temperatura média de 5000 ºC. Sobre ele se posiciona uma camada intermediária de rocha fundida e com textura pastosa, chamada manto, com temperatura que entre 1000 e 3000 ºC.

Por causa do gradiente térmico observado entre a área próxima do núcleo (magma inferior) e a área mais próxima da litosfera (magma superior), formam-se as chamadas correntes de convecção do magma. Tais correntes são caracterizadas pela ascensão de material mais quente e com menor densidade para próximo da litosfera, enquanto o material com menor temperatura e mais denso realiza movimento descendente. Esse é um movimento constante e que interfere diretamente na estrutura e na estabilidade da crosta terrestre. Além disso, as correntes de convecção trazem o calor do interior do planeta para sua camada mais externa.

É nas áreas de intrusão magmática, de fraturas ou mesmo de encontro entre placas tectônicas que se obtém energia geotérmica com maior facilidade. Nessas áreas o calor superaquece reservatórios subterrâneos de água, que se tornam as fontes de energia geotérmica, que apresenta diversas aplicações para os seres humanos. Uma vez que se trata de uma fonte de energia inesgotável, ela é classificada como renovável.

Para que serve a energia geotérmica?

A energia geotérmica serve principalmente para a geração de energia elétrica. O processo de transformação acontece em unidades denominadas usinas geotérmicas. Elas são instaladas sobre áreas em que há presença de fontes de água superaquecida, ou onde é possível obter um fluxo contínuo de vapor. Sobre elas são perfurados poços de extração para a captação do vapor, o qual é conduzido por meio de dutos até o compartimento onde ficam as turbinas. Elas são responsáveis por acionar o gerador, o que resulta na geração de eletricidade.

Uma vez que foi utilizado para a movimentação das turbinas, o vapor é direcionado para as torres de resfriamento. É nelas onde acontece a redução de temperatura para a sua condensação. Com a água, agora, em estado líquido, ela é devolvida para o subsolo. Observe, a seguir, o funcionamento de uma usina geotérmica:

Outro uso da energia geotérmica é o aquecimento de casas e edifícios. Para essa finalidade, são instalados canos em formato de U que fazem a transferência direta de energia das fontes geotermais para o interior das edificações. Como a passagem de energia acontece em ambas as direções, esse sistema é usado, também, para a transferência de calor do interior das construções para o subsolo.

Fontes de energia geotérmica

A energia geotérmica é obtida de fontes de água naturalmente superaquecida. Esse superaquecimento é oriundo do calor interno do planeta Terra. Para que isso aconteça, os reservatórios devem estar localizados muito próximo a áreas de intrusão mantélica, como em fendas ou fraturas na crosta. Assim, formações como gêiseres, lagos e diferentes outros tipos de reservatórios termais contam como fontes de energia geotérmica.

Vantagens e desvantagens da energia geotérmica

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Países que utilizam energia geotérmica

Atualmente apenas algumas dezenas de países possuem usinas geotérmicas instaladas em seus territórios. O número total de plantas supera 600, as quais estão espalhadas por 32 países. O destaque fica com a Islândia, país do norte da Europa cuja matriz energética é formada predominantemente pela energia geotérmica. Estima-se que 90% da eletricidade gerada e consumida no território islandês sejam provenientes dessa fonte energética.

Outros países que também apresentam participação significativa dessa fonte em sua matriz energética são:

• Costa Rica (América Central);

• El Salvador (América Central);

• Filipinas (Ásia);

• Nicarágua (América Central);

• Nova Zelândia (Oceania);

• Quênia (África).

Os Estados Unidos, com a geologia da costa oeste favorável a esse tipo de fonte de energia, a Itália, o México e a Rússia são, ainda, países que apresentam alta capacidade instalada, embora a participação da fonte geotermal seja menos aparente na sua matriz energética.

Energia geotérmica no Brasil

A estrutura geológica brasileira e a posição do país sobre a Placa Sul-Americana resulta na presença de poucas fontes de onde é possível extrair a energia geotérmica em todo o seu potencial no Brasil. Isso não significa que ela não seja viável no país, apenas que há maior limitação territorial. Além disso, o fluxo térmico e as temperaturas que são registradas no interior do Brasil são mais baixos do que em outras partes do mundo em que essa fonte é utilizada na geração de eletricidade.

As fontes geotermais brasileiras estão localizadas em áreas de bacia sedimentar. Seu uso é destinado quase exclusivamente para o lazer, a recreação e também tratamentos terapêuticos, como a balneoterapia (uso de imersão em água para tratamentos de determinadas condições de saúde e para o bem-estar do corpo humano).

As cidades de Caldas Novas, em Goiás, e Poços de Caldas, em Minas Gerais, são aquelas que mais fazem uso de fontes termais para fins terapêuticos e de recreação. Além delas, existe grande potencial geotérmico nos estados de Goiás, Tocantins, São Paulo, Paraná e Santa Catarina. Eles concentram a maior parte da capacidade geotermal do país.

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Exercícios resolvidos sobre energia geotérmica

Questão 1

(Vunesp) Energia geotérmica é a energia armazenada sob a forma de calor no interior da Terra. Ela é gerada a partir da desintegração de elementos radioativos presentes nas camadas internas do planeta e do calor residual da formação da Terra. Vários países têm utilizado essa forma de energia em usinas geotérmicas, por meio da perfuração do solo, para atingir reservatórios subterrâneos de água quente ou vapor. A água aquecida ou o vapor são, então, extraídos e usados para mover turbinas conectadas a geradores elétricos ou diretamente no aquecimento de edifícios.

A) não renovável e pouco poluente.

B) renovável e poluente.

C) renovável e não poluente.

D) não renovável e poluente.

E) renovável e dependente do clima.

Resolução:

Alternativa C.

A energia geotérmica é considerada renovável, por estar presente em abundância na natureza, e não poluente, já que consiste no calor que é emanado do interior da Terra.

Questão 2

(Amauc)

A energia geotérmica é oriunda do calor proveniente do interior da Terra. A geotermia é armazenada como calor sensível ou latente, convertida em energia mecânica e posteriormente em energia elétrica. Em comparação com outras fontes de energia renovável e em relação aos combustíveis fósseis, a energia geotérmica é uma opção atraente para fornecimento de energia sustentável.

Fonte: CAMPOS, Adriana Fiorotti et al. Um panorama sobre a energia geotérmica no Brasil e no mundo: Aspectos ambientais e econômicos. Revista Espacios, v. 38, n. 1, p. 8-25, 2017.

Sobre essa tecnologia, marque a alternativa INCORRETA.

A) Existem as zonas termais que possuem grande potencial de exploração geotérmica, coincidindo com áreas que estão abaixo das placas tectônicas.

B) Permite a geração e a venda de eletricidade com baixa emissão de poluentes nocivos na atmosfera.

C) A utilização direta dessa energia que é de baixa e média entalpia serve para fins residenciais, industriais, agrícolas e recreativos, entre outros.

D) O calor geotérmico está disponível diariamente e em todas as estações do ano.

E) A energia geotérmica é considerada uma forma limpa e ecológica de energia.

Resolução:

Alternativa A.

Apesar de ser gerada no interior do planeta, abaixo das placas tectônicas, a exploração da energia geotérmica acontece a partir do subsolo, já na litosfera. Portanto, na porção mais externa das placas tectônicas.

Fontes

AZEVEDO, Júlia. Entenda o que é energia geotérmica. Ecycle, [S.I.]. Disponível em: https://www.ecycle.com.br/energia-geotermica/.

CORRÊA, Amanda. Energia geotermal – o que é, usos e presença no Brasil. Igeológico, 18 set. 2019. Disponível em: https://igeologico.com.br/energia-geotermal-o-que-e-usos-e-presenca-no-brasil/.

DEPARTMENT OF ENERGY. 5 Things to Know About Geothermal Power. Energy.com, 14 fev. 2018. Disponível em: https://www.energy.gov/eere/articles/5-things-know-about-geothermal-power.

ENEL. Todas as vantagens da energia geotérmica. Disponível em: https://www.enelgreenpower.com/pt/learning-hub/energias-renoveveis/energia-geotermica/vantagens.

EPA. Geothermal energy. A Student’s Guide to Global Climate Change. Disponível em: https://archive.epa.gov/climatechange/kids/solutions/technologies/geothermal.html.

FERNÁNDEZ, Lucía. Ranking of largest geothermal plants worldwide as of January 2021 (in megawatts). Statista, 08 fev. 2023. Disponível em: https://www.statista.com/statistics/525206/geothermal-complexes-worldwide-by-size/.

GUTIÉRREZ-NEGRÍN, L.C.A. Evolution of worldwide geothermal power 2020–2023. Geotherm Energy 12, 14 (2024). Disponível em: https://geothermal-energy-journal.springeropen.com/articles/10.1186/s40517-024-00290-w.

IRENA. Geothermal energy. Disponível em: https://www.irena.org/Energy-Transition/Technology/Geothermal-energy.

NATIONAL GEOGRAPHIC. Encyclopedic entry: Geothermal energy. Disponível em: https://education.nationalgeographic.org/resource/geothermal-energy/.