Uma Potencialidade do Brasil - Continuação

Disponível em: Youtube. Hidroelétrica de Itaipu Continuação
Acesso em: 05 de novembro de 2009. Postado pelo Acadêmico Ribamar L. Lopes

GEOTERMIA - IMPACTOS AMBIENTAIS E QUESTIONÁRIO

Apesar de aparentemente ter uma grande quantidade de eergia térmica dentro da terra, esta energia não é infinita, ou seja ela pode ser esgotada, também ela esta limitada a determinados lugares. Atualmente 4% da eletricidade gerada nos Estados Unidos vem da energia geotérmica, significando 4 vezes a contrubuição da energia eólica e solar. Globalmente esta energia cresce constantemente a uma taxa de aproximadamente de 8,5% ao ano, o Havaí obtém 25% da sua eletricidade a partir deste recurso, enquanto que em El Salvador a maior parte da eletricidade é gerada pela geotermia, em Islândia, Reykjavik as fontes subterraneas fornecem aquecimento direto para a maioria das casas.
A zona de provavel ocorrência de energia geotérmica, provem de rigiões com terremotos e de atividade vulcânica localizadas nas junções das placas tectônicas (fig 2) que estão em constante movimentação, onde elas colidem ou se trituram pode construir montanhas ou terremotos. Assim a energia geotérmica é mais facilmente extraída destes pontos. A energia termal do magma é armazenada em água ou vapor que preenche os poros e fratura a rocha. Na Fig 1 podemos visualizar as regiões de ocorrência potencial de sítios geotérmicos.


IMPACTOS AMBIENTAIS
O uso exagerado da energia Geotérmica enfrenta oposição dos grupos ambientalistas, pois elas denigrem o meio ambiente (visualmente, sonoramente e poluidoras). As usinas emite gases nocivos, como por exemplo o sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono. Pode provocar deslizamento dos terrenos acima da extração. Os regeitos residuais ou são jogados no solo ou na água, contaminando o local.


QUESTIONÁRIO

1) LISTE OS DIFERENTES TIPOS DE FONTES DE ENERGIA GEOTÉRMICA
Sistemas hidrotermais de vapor úmido ou vapor seco, pedras quentes secas, regiões geopressurizadas.

2)POR QUE UMA GRANDE PARCELA DA ENERGIA TÉRMICA QUE SE ENCONTRA ABAIXO DA SUPERFÍCIE DA TERRA NÃO É UM RECURSO MUITO ÚTIL?
Porque esta limitada a determinados lugares, além de localizada muito profundamente ficando o custo mais alto para a produção.

3)DESCREVA A SIMILARIDADE ENTRE OS GÊISERES DISCUTIDOS NESTE CAPÍTULO E UMA CAFETEIRA.
A cafeteira funciona com base no mesmo princípio de gêiseres onde a água no fundo esta sob. grande pressão e entra em ebolição a 100ºC. Ela ai é liberada para a superfície produzindo um gêiser. A água mais fria da superfície substitui a quent esguichada.

4)POR QUE A MAIORIA DOS SÍTIOS GEOTÉRMICOS SE LOCALIZAM M REGIÕES DE ALTA ATIVIDADE VULCÂNICA?
Porque estas regiões se localizam próximas as junções das placas tectônicas onde o calor viaja mais rapidamente no interior da terra com grande quantidade de magma.

5)QUAIS SÃO OS IMPACTOS AMBIENTAIS DA ENERGIA GEOTÉRMICA?
Emissão de gases nocivos como H2S. Podem contaminar os lenções freáticos com minerais que envenenam os peixes, pode provocar deslizamento em algumas regiões de extração, não é produzida a grande distância, provoca chuva ácida, cheiro desagradável e aumento da temperatura ambiênte local.

FONTE: HINRICHS, Roger A.; KLEINBACH, Merlin. Energia e Meio Ambiente. São Paulo: Cengage Learning, 2008. Cap. 17
POSTADO PELA ACADÊMICA ROSANA FOGLIATTO

TABELA DE CONVERSÕES E EQUIVALÊNCIAS

Esta tabela mostra as conversões e equivalência de energia, força, combustiveis entre outros dados.
Fonte: HINRICHS, A. Roger; KLEINBACH, Merlin. Energia e meio ambiente. São Paulo: Cengage Learning, 2008. pg. 505,506
Postado pela acadêmica Rosana Fogliatto

ESQUEMA DE CAPTAÇÃO DA ENERGIA DERIVADA DE GRADIENTES DE TEMPERATURA

Esquema de conversão de energia dos gradientes de temperatura dos oceanos e sua aplicabilidade.

Fonte: NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY. Ocean Thermal Energy Conversion.

Em

http://www.nrel.gov/otec/applications.html

acessado em 09/11/09

Postado pela acadêmica Rosana Fogliatto

Energia Geotermica

Definição: Energia geotérmica, também conhecida como Geotermal, é aquela gerada através do calor proveniente do interior da Terra. Esse calor é transformado, na usina geotérmica, em eletricidade.
A energia geotérmica é considerada uma fonte renovável e limpa, pois gera baixos índices de poluição no meio ambiente. Pode ser obtida através das rochas secas quentes, rochas úmidas quentes e vapor quente.
Este tipo de energia deve ser aproveitado através de medidas cuidadosas com relação ao meio ambiente, pois pode provocar instabilidade geológica caso seja feita de forma inadequada. Outra providência é o tratamento de água proveniente das camadas subterrâneas, pois pode conter grande quantidade de minérios que prejudicam a saúde.


Histórico
A primeira tentativa de gerar eletricidade de fontes geotérmicas se deu em 1904 em Larderello na região da Toscana, na Itália. Contudo, esforços para produzir uma máquina para aproveitar tais fontes foram mal sucedidos pois as máquinas utilizadas sofreram destruição devido a presença de substâncias químicas contidas no vapor. Já em 1913, uma estação de 250 kW foi produzida com sucesso e por volta da Segunda Guerra Mundial 100 MW estavam sendo produzidos, mas a usina foi destruída na Guerra.
Por volta de 1970, um campo de gêiseres na Califórnia estava produzindo 500 MW de eletricidade. A exploração desse campo foi dramática, pois em 1960 somente 12 MW eram produzidos e em 1963 somente 25 MW. México, Japão, Filipinas, Quéniae Islândia também têm expandido a produção de eletricidade por meio geotérmico.
Na Nova Zelândia o campo de gases de Wairakei, na Ilha do Norte, foi desenvolvido por volta de 1950. Em 1964, 192 MW estavam sendo produzidos, mas hoje em dia este campo está acabando.
Portugal conta com uma moderna central geotérmica em funcionamento na Ilha de São Miguel, Açores, isto para além outra mais antiga, e está a ser acabada uma nova na Ilha Terceira, Açores .


Fontes de energia geotérmica


Rocha seca quente
Quando não existem gêiseres, e as condições são favoráveis, é possível "estimular" o aquecimento d'água usando o calor do interior da Terra. Um experimento realizado em Los Alamos, Califórnia, provou a possibilidade de execução deste tipo de usina. Em terreno propício, foram perfurados dois poços vizinhos, distantes 35 metros lateralmente e 360 metros verticalmente, de modo que eles alcancem uma camada de rocha quente. Em um dos poços é injetada água, ela se aquece na rocha e é expelida pelo outro poço, onde há uma usina geotérmica instalada. O experimento de Los Alamos é apenas um projeto piloto e não gera energia para uso comercial. A previsão de duração desse campo geotérmico é de dez anos.

Rocha úmida quente
Também é possível perfurar um poço para que ele alcance uma "caldeira" naturalmente formada — um depósito de água aquecido pelo calor terrestre. A partir daí, energia elétrica é gerada como em todos os outros casos.
　
Vapor seco
Em casos raríssimos pode ser encontrado o que os cientistas chamam de fonte de "vapor seco", em que a pressão é alta o suficiente para movimentar as turbinas da usina com excepcional força, sendo assim uma fonte eficiente na geração de eletricidade. São encontradas fontes de vapor seco em Larderello, na Itália e em Cerro Prieto, no México.

　
Vantagens e desvantagens
Aproximadamente todos os fluxos de água geotérmicos contém gases dissolvidos, sendo que estes gases são enviados a usina de geração de energia junto com o vapor de água. De um jeito ou de outro estes gases acabam indo para a atmosfera. A descarga de ambos vapor de água e CO2 não são de séria significância na escala apropriada das usinas geotérmicas.
Por outro lado, o odor desagradável, a natureza corrosiva, e as propriedades nocivas do ácido sulfídrico (H2S) são causas que preocupam. Nos casos onde a concentração de ácido sulfídrico (H2S) é relativamente baixa, o cheiro do gás causa náuseas. Em concentrações mais altas pode causar sérios problemas de saúde e até a morte por asfixia.
É igualmente importante que haja tratamento adequado a água vinda do interior da Terra, que invariavelmente contém minérios prejudiciais a saúde. Não deve ocorrer simplesmente seu despejo em rios locais, para que isso não prejudique a fauna local.
Quando uma grande quantidade de fluido aquoso é retirada da Terra, sempre há a chance de ocorrer subsidência na superfície. O mais drástico exemplo de um problema desse tipo numa usina geotérmica está em Wairakei, Nova Zelândia O nível do superfície afundou 14 metros entre 1950 e 1997 e está deformando a uma taxa de 0,22 metro por ano, após alcançar uma taxa de 0,48 metros por ano em meados dos anos 70. Acredita-se que o problema pode ser atenuado com re-injeção de água no local.
Há ainda o inconveniente da poluição sonora que afligiria toda a população vizinha ao local de instalação da usina, pois, para a perfuração do poço, é necessário o uso de maquinário semelhante ao usado na perfuração de poços de petróleo.

Fonte: Google/wikipedia.org/wiki/energia-geotermica: em 08/11/2009

CONVERSORES DE ENERGIA TÉRMICA DOS OCEANOS

É normal irmos à praia e ao tomarmos banho de mar , observarmos que a água na parte de cima está morna e lá no pé sentimos ela fria. Essa diferença de temperatura acontece também nas partes profundas dos oceanos e a isso é dado o nome de gradiente de temperatura.

O que é a conversão de energia térmica do Oceano?

Os oceanos cobrem um pouco mais de 70 % da superfície da terra. Isso os torna maior coletor de energia solar e sistema de armazenamento de energia do mundo. Um dia em média, 60 milhões de quilômetros quadrados (23 milhões de milhas quadradas) dos mares tropicais absorverem uma quantidade de radiação solar igual no conteúdo de calor a cerca de 250 bilhões de barris de petróleo. Se for inferior a um décimo de um por cento desta energia solar armazenada poderia ser convertido em energia elétrica, ele forneceria mais de 20 vezes o montante total de eletricidade consumida nos Estados Unidos em qualquer dia.

OTEC, ou conversão de energia térmica do oceano, é uma tecnologia que converte a radiação solar em energia elétrica. Sistemas OTEC usam gradiente térmico natural da água no oceano e este potencial é estimado em cerca de 1013 watts de geração de energia de base, de acordo com alguns especialistas.

O frio da água do mar profunda, utilizada no processo de OTEC também é rico em nutrientes, podendo também propiciar a cultura de vegetação marinha, gerando vida perto da Costa e em terra. O OTEC é muito promissor como um recurso de energia alternativa para as comunidades das ilhas tropicais que dependem fortemente do combustível importado.

HISTÓRIA DA CONVERSÃO DA ENERGIA TÉRMICA DO OCEANO

Em 1881, Jacques Arsene d'Arsonval, um físico francês, foi o primeiro a propor a exploração da energia térmica do oceano. Georges Claude, um estudante de d'Arsonval, construiu um sistema de ciclo aberto OTEC experimental na Baía de Matanzas, Cuba, em 1930. O sistema produzia 22 quilowatts (kW) de eletricidade através de uma turbina de baixa pressão. Em 1935, Claude construiu outra, mas desta vez a bordo de um navio de carga de 10.000 ton ao largo da Costa do Brasil, mas esta foi destruída. Claude nunca alcançou seu objetivo de produzir energia suficiente para alimentar o próprio sistema OTEC.

Em 1956, investigadores franceses projetaram uma megawatt de 30 (MWe) ciclo de abertura eléctrica para Abidjan na Costa de Oeste da África. Mas a planta nunca foi concluída devido à concorrência com o baixo custo de energia hidrelétrica.

Em 1974 o Natural Energy Laboratory do Havaí (NELHA, anteriormente NELH), no ponto de Keahole da Costa de Kona da Ilha do Havaí, foi estabelecido com o ciclo fechado de OTEC. Tornou-se o maior laboratório do mundo de teste para as tecnologias OTEC, onde em 1979 foi produzido os primeiros 50 quilowatts, ficando conhecido como "Mini-OTEC", a plataforma foi montada em uma barcaça U.S. Navy convertida moored cerca de 2 quilômetros de Keahole.

A plataforma usa um tubo de água fria para produzir 52 KWe da força bruta e 15 kWe de potência. Em 1980, o departamento norte-americano de energia (DOE) construiu a OTEC-1, um local de teste para permutadores de calor OTEC de ciclo fechado ele foi instalado a bordo de um petroleiro convertido da Marinha Americana. Os resultados os testes identificaram métodos para a criação de permutadores de calor de escala comercial e demonstraram que os sistemas OTEC podem ser aplicados como forma de energia para movimentar lentamente navios, com a vantagem de gerar pouco efeito sobre o ambiente marinho. Um novo design para canos de água fria suspensos foi validado nesse local de teste. Também em 1980, duas leis foram aprovadas para promover o desenvolvimento comercial da tecnologia OTEC nos EUA: a lei de conversão de energia térmica oceano, o Public Law (PL) 96-320, mais tarde modificado pelo PL 98-623 e o oceano Research de conversão de energia térmica, o desenvolvimento e o ato de demonstração, PL 96-310. Teve um projeto conjunto do Estado do Havaí e o DOE, que produziu usando o processo de ciclo aberto a dessalinização da água.

Em 1981, o Japão montou uma base central de ciclo fechado de 100-kWe, na República de Nauru no Oceano Pacífico. Eles utilizaram um permutador de calor e tubo de titânio, convertendo energia a 580 metros de profundidade. A fábrica ultrapassou as expectativas de engenharia produzindo 31,5 kWe da potência útil durante testes de funcionamento contínuos.

Mais tarde, ensaios pelo DOE dos EUA determinou que a liga de alumínio podia ser usada no lugar de titânio que era mais caro para fazer grandes permutadores de calor para sistemas OTEC. E testes no mar pelo DOE demonstraram que corrosão de permutadores de calor podem ser controlados, as algas que provocariam a corrosão, não parece ser um problema em sistemas de água do mar frio. Em sistemas de água do mar quente, ele pode ser controlado com uma pequena quantidade de cloração intermitente.

Em 1984, cientistas no laboratório nacional DOE, o Instituto de pesquisas de energia solar (SERI, agora o laboratório nacional de energia renováveis), desenvolveu um evaporador de bica vertical para converter a água do mar quente em baixa pressão de vapor para o sistema de ciclo aberto, tendo uma eficiência de conversão de energia de até 97 %. Usando água doce, o pessoal SERI desenvolveu e testou condensadores de contacto direto para as unidades de OTEC do ciclo aberto. Pesquisadores britânicos, entretanto, têm desenvolvido e testado permutadores de calor de alumínio que poderia reduzir os custos de permutador de calor para US $ 1500, por KW.

ESTRUTURA DAS PLATAFORMAS

Facilidades nas Instalações com base em terra oferecem três vantagens principais sobre aqueles localizados em águas profundas. Plantaformas construídas em ou perto de terras não necessitam de amarração sofisticada, a manutenção dos cabos de alimentação é mais rápida e mais ampla do que em ambientes de oceano aberto. Eles podem ser instalados em áreas abrigadas para que eles sejam relativamente seguros há tempestades e as mares mais agressivas. Tem maior facilidade para transmitir a energia gerando um fácil acesso para construção e custo da electricidade gerada pelo OTEC mais baixo. Locais com a base em terra ou próximos a terra também podem oferecer suporte a maricultura (tanques ou lagoas construídas em terra que permitam aos trabalhadores monitorar e controlar ambientes marinhos em miniatura). Produtos de maricultura podem ser entregue ao mercado com relativa facilidade através de estradas de ferro ou rodovias. Uma desvantagem de instalações em terra decorre a ação de ondas turbulentas, portanto precisaria construir trincheiras de proteção. Além disso, a descarga mista de água do mar fria e quente talvez necessite avançar muitos métros mar a dentro para alcançar a profundidade adequada, antes que ele seja liberado, exigindo gastos adicionais na construção e manutenção.

Abaixo temos uma tabela de alguns exemplos de países que poderiam utilizar os gradientes de temperatura com os graus e a distância de captação:

Less-Developed Countries with Adequate Ocean-Thermal Resources 25 Kilometers or Less from Shore
Country/Area	Temperature Difference (°C) of Water Between 0 and 1,000 m	Distance from Resource to Shore (km)
Africa
Benin	22-24	25
Gabon	20-22	15
Ghana	22-24	25
Kenya	20-21	25
Mozambique	18-21	25
São Tomé and Príncipe	22	1-10
Somalia	18-20	25
Tanzania	20-22	25
Latin America and the Caribbean
Bahamas, The	20-22	15
Barbados	22	1-10
Cuba	22-24	1
Dominica	22	1-10
Dominican Republic	21-24	1
Grenada	27	1-10
Haiti	21-24	1
Jamaica	22	1-10
Saint Lucia	22	1-10
Saint Vincent and the Grenadines	22	1-10
Trinidad and Tobago	22-24	10
U.S. Virgin Islands	21-24	1
Indian and Pacific Oceans
Comoros	20-25	1-10
Cook Islands	21-22	1-10
Fiji	22-23	1-10
Guam	24	1
Kiribati	23-24	1-10
Maldives	22	1-10
Mauritius	20-21	1-10
New Caledonia	20-21	1-10
Pacific Islands Trust Territory	22-24	1
Philippines	22-24	1
Samoa	22-23	1-10
Seychelles	21-22	1
Solomon Islands	23-24	1-10
Vanuatu	22-23	1-10

Fonte: National Renewable Energy Laboratory

POTENCIAL PARA O BRASIL

Para produzir a energia elétrica através dos gradientes de temperatura dos oceano considerá-se mais viavel a utilização de plataformas flutuantes, que devem ser instaladas em locais de profundidade superior a 1000m, mantendo um gradiente de temperatura de 20° C a 25°C. Desta forma no Brasil temos a possibilidade de utilizarmos esta forma de captação de energia na região de Cabo Frio.

VANTAGENS

- gera elericidade

- O impacto ambiental é praticamente nulo.

- Produção constante sem a necessidade de armazenamento.

- fonte de produção de água dessalinizada.

- fonte de produção de maricultura

- pode ser usado para produzir metanol, amônia, hidrogênio, alumínio, cloro e outros produtos químicos.

DESVANTAGEM

- O investimento inicial é alto.

Fontes:

CEPA - Energia do gradiente de temperatura do oceano. Disponível em < http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia1999/Grupo4B/Eneralte/gradiente.htm >. Acessado em 08/11/09.

NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY. Ocean thermal energy conversion. Disponível em http://nrel.gov/otec/achievementes.html Acessado em 08/11/09

Postado pela acadêmica Rosana Fogliatto