Geotermia na escala das cidades

De acordo com o Conselho Europeu de Energia Geotérmica o aquecimento público por geotermia tem se expandido ao longo dos últimos anos. Atualmente há 247 distritos com aquecimento público por geotermia na Europa, totalizando 4,5 GWt (Giga Watt térmico). O principal mercado é o da França e que deverá em breve ser seguido de perto pelo da Alemanha.

A utilização de geotermia como fonte de aquecimento para as cidades também ocorre na América do Norte. Desde 1981, a cidade de Klamath Falls em Oregon (EUA) é um exemplo disto.

Com instalações hidráulicas em circuito fechado, feitas em aço com isolamento térmico e proteção catódica (para evitar corrosão), o sistema foi idealizado inicialmente para fornecer água quente para 14 edifícios governamentais e 65 edifícios comerciais. Nos últimos anos, o sistema passou a ser utilizado também para aquecer os pisos de calçadas no centro da cidade para evitar a formação de gelo durante o inverno.

Instalações hidráulicas em circuito fechado para passagem de água aquecida por geotermia sob calçadas do centro da cidade de Klamath Falls em Oregon, para impedir a formação de gelo nestas superfícies durante o inverno

Calçada do centro da cidade de Klamath Falls em Oregon, com instalações hidráulicas embutidas, por onde circula água aquecida por geotermia a fim de se impedir a formação de gelo nestas superfícies

Após quase 25 anos de utilização o investimento no sistema de aquecimento da cidade atingiu o break-even point (período a partir do qual começam os ganhos sobre o investimento).

A cidade possui trocadores de calor de grandes dimensões em que ocorre a transferência de energia térmica dos fluidos provenientes de poços de exploração geotérmica para o sistema público de aquecimento, por meio de sistemas similares aos ilustrados a seguir:

Modelo de trocador de calor com placas metálicas normalmente utilizado para transferir energia térmica de fluido proveniente de fontes geotérmicas para um sistema público de aquecimento

Modelo de trocador de calor com placas metálicas: esquema de transferência de calor entre dois fluidos. As placas metálicas conformam câmaras individuais e contíguas (para proporcionar a troca de calor), por onde os fluídos circulam em sentidos opostos sem se misturar.

O conceito geral de um sistema público de aquecimento por fonte geotérmica é ilustrado a seguir:

Esquema de aproveitamento de energia térmica por geotermia em cidades como a de Klamath Falls (Oregon – EUA). Poços de exploração geotérmica de captação de água quente alimentam grandes trocadores de calor responsáveis por transferir energia térmica para fluidos de sistemas públicos de aquecimento.

Outro bom exemplo da utilização de geotermia ocorre no Instituto de Tecnologia de Oregon. O Instituto está próximo de alcançar a sua meta de se tornar autossuficiente em termos de energia. É o primeiro Campus Universitário no mundo a explorar uma fonte geotérmica para produção de calor e energia elétrica, com geração bruta de aproximadamente 2 MW (utilizam como fonte, fluido com aproximadamente 89°C).

O estado de Oregon ainda conta com a produção de energia elétrica por geotermia. Com uma produção média anual prevista de 22 MW, a usina Neal Hot Springs, está na fase de comissionamento (verificação técnica das condições de operação), e teve um custo de construção de aproximadamente US$139 milhões. Utiliza poços de exploração geotérmica que abastecem a planta com fluido a uma temperatura de 141°C.

Vista geral da usina Neal Hot Springs – Oregon (EUA) e de suas torres de resfriamento utilizadas para rejeito de calor do processo de transformação de energia térmica em elétrica.

Em Idaho (EUA), além da produção de energia elétrica por geotermia, aquecimento de residências e de edifícios públicos e comerciais, há outras utilizações interessantes em prática naquela localidade. Eles utilizam a energia térmica em estufas para cultura de plantas e também num grande negócio para a região: a aquacultura. A água a uma temperatura entre 32°C e 80°C é utilizada para criar, por exemplo, tilápias, peixes ornamentais, corais, crocodilos e plantas aquáticas, desde 1973. Nas estufas, são cultivados entre outros, flores e vegetais.

Estufa de flores em Idaho (EUA) com o ambiente aquecido pelo ar que troca calor com fluido geotérmico ou em alguns casos diretamente pela circulação de fluido aquecido no entorno das plantas.

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