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Usina geotérmica

Dos vapores que emergem do coração da Terra à rede elétrica: eis como uma usina geotérmica produz energia renovável.

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Uma usina geotérmica utiliza o calor das profundezas da terra para produzir energia elétrica renovável. A temperatura interna do nosso planeta aumenta à medida que se desce em direção ao centro da terra: esse aumento na temperatura, chamado gradiente geotérmico, se eleva cerca de 3 °C a cada 100 metros de profundidade, mas em algumas áreas - na presença de específicas condições geológico-estruturais - ele é muito mais intenso, de modo a atingir temperaturas entre 250-350 °C de 2000 a 4000 metros de profundidade.
 

Como funciona uma usina geotérmica

Através das fraturas das camadas rochosas, a água aquecida e os vapores provenientes das fontes de calor (por exemplo, a afloração magmática em baixas profundidades e/ou o adelgaçamento da crosta terrestre) emergem à superfície, onde são interceptados pelos poços de extração geotérmica. O vapor fornecido pelos poços é então transportado para as tubulações, também conhecidas por vaporduto, e então é enviado para acionar uma turbina onde a energia é transformada em energia mecânica rotacional.

O eixo da turbina está conectado ao rotor do alternador que, ao girar, transforma energia mecânica em energia elétrica alternada, que por sua vez é transmitida ao transformador. Esse processo aumenta o valor da tensão para 132 mil volts e a insere à rede de distribuição.

O vapor que sai da turbina é convertido ao estado líquido em um condensador, ao passo que os gases não condensáveis presentes no vapor do subsolo são dispersos na atmosfera somente depois de tratamentos específicos visando reduzir seus principais poluentes, tais como sulfeto de hidrogênio e o mercúrio (sistemas de Redução de Mercúrio e Sulfeto de Hidrogênio, AMIS).  Uma torre de resfriamento permite arrefecer a água produzida pela condensação do vapor: nesse estágio, a água fria é utilizada no condensador para reduzir a temperatura do vapor ou é injetada novamente nas rochas profundas, graças aos poços de reinjeção, a fim de iniciar um novo ciclo de produção de energia renovável. 

1. Torre de resfriamento | 2. Oleoduto | 3. Tubulação

Tipos de usinas geotérmicas

As usinas para produção de energia geotérmica empregam três tecnologias principais: vapor dominante (dry steam), água dominante (flash) e ciclo binário

  • Dry Steam: é a tecnologia mais difundida e prevê a utilização de vapor em alta temperatura (acima de 235 °C), bem como pressão para mover uma turbina acoplada a um gerador de eletricidade. 
  • Flash: os tanques de água dominante (temperatura acima de 150-170 °C) são usados para alimentar unidades de flash, que podem ser simples ou duplas. A água atinge a superfície através dos poços e, devido à rápida passagem de pressão, do tanque para a da atmosfera, ela se separa em uma parte de vapor enviada à usina e uma parte líquida reinserida no tanque (flash simples). Quando o fluido geotérmico atinge a superfície sob temperaturas particularmente elevadas, pode ser submetido ao processo duas vezes (flash duplo).
  • Ciclo binário: em tanques que produzem água a temperaturas moderadas (entre 120 e 180 °C), o fluido geotérmico é usado para vaporizar, mediante um trocador de calor, um segundo líquido (geralmente isobutano ou isopentano), uma vez que este apresenta  uma temperatura de ebulição mais baixa que a água. O fluido secundário se expande na turbina e é condensado e enviado de volta ao trocador em um circuito fechado, sem trocas com o ambiente externo.
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