2014/2015. Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Curso de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica. Projeto FEUP. Energia Geotérmica

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1 2014/2015 Curso de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica Projeto FEUP O Papel da Engenharia Mecânica nas Energias Renováveis Equipa:1M1_03 Energia Geotérmica Ana Filipa Moreira de Sousa João Araújo Afonso José Pedro Macedo de Almeida Moutinho Ribeiro Mauro Filipe Rodrigues Domingues Rui Pedro Gonçalves Redol Simões Supervisora: Teresa Duarte Monitora: Rita Afonso Porto, Novembro de 2014

2 AGRADECIMENTOS Os nossos sinceros agradecimentos a todos os que, de algum modo, colaboraram na realização deste trabalho, reconhecendo, por isso, o seu papel essencial param o êxito do mesmo. Em primeiro lugar, agradece-se à professora Teresa Duarte, professora da unidade curricular Projeto FEUP já que as suas orientações e sugestões foram primordiais para a planificação, realização e organização deste projeto. Em segundo lugar, revela-se o nosso apreço pela monitora Rita Afonso, pela sua disponibilidade para o esclarecimento das nossas questões, colaborando com diversas ideias que se revelaram interessantes para melhorar o trabalho. 2

3 RESUMO No âmbito da unidade curricular Projeto FEUP, no curso de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica, cujo principal objetivo é integrar os novos estudantes e permitir que estes se conheçam e, ao mesmo tempo, descubram melhores métodos de trabalho úteis no seu percurso académico, desenvolvemos o seguinte relatório sobre o papel desempenhado pela Engenharia Mecânica nas Energias Renováveis, mais concretamente no aproveitamento da Energia Geotérmica. A partir deste trabalho é possível: Definir o conceito de Energia Fazer uma distinção entre Energia Renovável e Não Renovável Compreender o conceito de Energia Geotérmica Compreender as diversas formas de aproveitamento e as suas respetivas aplicações Conhecer as vantagens e desvantagens da Energia Geotérmica Identificar regiões nacionais e internacionais onde esta fonte energética é explorada Relacionar a Engenharia Mecânica com a Energia Geotérmica 3

4 PALAVRAS-CHAVE Energia Renovável Energia Geotérmica Potência Centrais Geotérmicas Bombas de calor Aquecimento geotérmico direto Rendimento Perdas Energéticas Termas Água/Vapor de água 4

5 ÍNDICE AGRADECIMENTOS... 2 RESUMO... 3 PALAVRAS-CHAVE INTRODUÇÃO ENERGIA Energia não Renovável vs. Energia Renovável ENERGIA GEOTÉRMICA História da Energia Geotérmica Energia Geotérmica em que consiste? EXPLORAÇÃO DA ENERGIA GEOTÉRMICA Aquecimento Geotérmico Direto Bombas de Calor Geotérmicas Centrais de Energia Geotérmica Central de Vapor Direto ou Vapor Seco Central de Vapor Flash Central de Ciclo Binário VANTAGENS E DESVANTAGENS DA ENERGIA GEOTÉRMICA APROVEITAMENTO DA ENERGIA GEOTÉRMICA A NÍVEL MUNDIAL Energia Geotérmica na Europa Islândia Energia Geotérmica em Portugal PAPEL DA ENGENHARIA MECÂNICA NAS ENERGIAS RENOVÁVEIS CONCLUSÃO BIBLIOGRAFIA

6 1. INTRODUÇÃO Na sociedade atual, altamente dependente de meios energéticos para a realização das mais variadas atividades, surge a procura de um aspeto importante, a Energia. Até então tem-se tido como principal fonte energética os combustíveis fósseis (petróleo, carvão, gás natural, entre outros). Contudo, estas fontes energéticas são finitas e os resíduos resultantes do seu aproveitamento são altamente poluentes. Como tal, surge a necessidade de as substituir por energias limpas e renováveis. Dentro desse grupo de fontes energéticas existem a energia eólica, solar, hidráulica, marés, geotérmica, hidrogénio e biomassa, tendo cada uma delas as suas características, vantagens e desvantagens. Este grupo de trabalho decidiu optar pela Energia Geotérmica uma vez que se trata de uma Energia que ainda suscita algum desconhecimento entre o público em geral e só nestes últimos anos tem sido alvo de um estudo detalhado que começa a permitir a sua exploração útil e vantajosa. Esta energia é gerada a partir do calor proveniente do interior do nosso planeta, podendo ser dividida em duas classes: energia geotérmica de alta entalpia e de baixa entalpia. Tentou-se pela primeira vez utilizar esta fonte energética por volta de 1904 em Itália, sendo estes primeiros esforços mal sucedidos devido à destruição das máquinas. Ambas as classes têm aproveitamentos diferentes, sendo que a partir da energia geotérmica de alta entalpia surge a possibilidade de gerar eletricidade. No caso da energia de baixa entalpia é possível ser aproveitada para fins termais, gastronómicos (furnas de S. Miguel), entre outros. 1, 3, 6,11,16 6

7 2. ENERGIA O conceito de Energia está associado à capacidade de pôr em movimento ou transformar algo. Como o conceito de energia é abstracto, no âmbito económico/tecnológico, a Energia apresenta-se como um recurso que permite fazer um uso industrial do mesmo, enquanto para a Física, a Energia é uma magnitude abstrata associada ao estado dinâmico de um sistema fechado e que permanece invariável com o tempo. Trata-se de uma abstração que é atribuída ao estado de um sistema físico. Tendo em conta as suas diversas propriedades (composição química, massa, temperatura, etc.), todos os corpos possuem energia. Reconhecida como um recurso natural, a Energia nunca é um bem de forma isolada, mas assim uma forma intermediária para colmatar necessidades na produção de bens e serviços. A Energia pode ser classificada de diversas formas: muscular (animal ou ser humano), calorifica (combustão de madeira, carvão mineral, álcool, petróleo e de locais magmáticos), solar fornecida pelo sol, mecânica (energia eólica e energia obtida pelos diversos motores), química (baterias e pilhas), eléctrica e nuclear ou atómica. Quanto as fontes de energia, a energia podem ser pertencer a dois grandes grupos: as Energias Renováveis e as Energias não Renováveis. 10,11, Energia não Renovável vs. Energia Renovável As fontes de Energias não Renováveis apresentam-se como as mais remotas e de maior utilização desde sempre no nosso planeta, contudo têm recursos teoricamente limitados, sendo este um dos seus pontos mais desvantajosos em associação com a poluição ambiental desencadeada pela sua exploração. A principal fonte de Energia não Renovável existente atualmente é o petróleo, que além de não ser renovável e ser um dos principais responsáveis pelo efeito estufa, ainda se prevê que seja o motivo de muitas guerras e conflitos entre países. A sua continuada utilização permitiu um conhecimento aprofundado deste tipo de energias como o carvão, petróleo, gás natural, uranio, entre outras, existindo assim atualmente toda a tecnologia e infraestruturas necessárias a sua exploração. Esta realidade associada ao fato de estas fontes de energia se encontrarem maioritariamente em países subdesenvolvidos permite a sua exploração a um baixo preço. Contudo o fato de não serem renováveis e as graves consequências que acarretam sobre o meio ambiente terrestre pondo em causa a subsistência da Humanidade levou a procura de alternativas para produção de energia tão necessária ao funcionamento da sociedade moderna, surgindo desta forma as fontes renováveis. 7

8 A Energia Renovável abrange por consequência todas as fontes de energia inesgotáveis ou que podem ser repostas a curto/medio prazo de forma espontânea ou por intervenção humana. São também chamadas de fontes de energia ecológica e quando envoltas numa política energética desempenham um papel fundamental no desenvolvimento sustentável do nosso planeta. São exemplo de fontes de Energia Renovável (figura 1) a água da chuva, o vento, a biomassa, o Sol, as ondas e o calor da Terra, sendo que até ao final do Século XX, o consumo de eletricidade era maioritariamente satisfeito pela queima de combustíveis fósseis, como o petróleo, o carvão e o gás natural, ou a energia nuclear. Estes processos continuam a ser ineficientes do ponto de vista termodinâmico, provocando no caso dos combustíveis fósseis, emissões de poluentes e, no caso da energia nuclear, resíduos radioativos. Com vista a resolução desta problemática tem-se apostado no uso de recursos renováveis para a produção de eletricidade, um bem essencial para a nossa sociedade. Portugal é dos países da Europa com melhores condições climatéricas para o aproveitamento de energias renováveis, o que poderá contribuir para a redução significativa nas importações de combustíveis, fazendo com que o nosso país se enderece para uma independência e sustentabilidade energética. Atendendo a fonte energética alvo deste trabalho de seguida abordamos de forma aprofundada a Energia Geotérmica, como um dos diversos exemplos a nível renovável. 11,16 Figura 1 Vários tipos de energias renováveis ( F217%2Fnelson%2Fambiente3.jpg) 8

9 3. ENERGIA GEOTÉRMICA Neste ponto pretendemos abordar de uma forma breve a história desta energia e compreender em que consiste numa vertente teórica e física de forma a obter o conhecimento de base que nos permitira de seguida entender as suas diversas formas de exploração História da Energia Geotérmica Desta forma, vamos apenas enumerar algumas datas e sítios que marcaram a evolução histórica da Energia Geotérmica, com vista a situar cronologicamente o leitor sem uma abordagem pormenorizada deste tópico uma vez que não compreende um assunto vital deste projeto. O primeiro a ter uma corrente elétrica a partir de energia geotérmica é Ginori Conti, em 1904, em Larderello (Itália), remontando o conhecimento do plano geológico da zona as suas fontes geotérmicas e atividade vulcânica desde a época romana. Na Califórnia, em 1960, surgiu a primeira grande fábrica geotérmica com uma capacidade de 11 MW, após uma tentativa anterior com resultados menos frutíferos em 1921 de 250 KW. Em 1970 fruto do desenvolvimento alcançado, cria-se o Conselho Geotermal de Recursos bem como um agrupamento de profissionais de geotérmica com o intuito de gerir e regulamentar esta nova fonte de energia. Na Califórnia, de 1987 a 1989, surge a maior planta geotérmica do mundo, com uma capacidade máxima de 750 MW. Atualmente, Itália e os E.U.A. são os dois marcos históricos na produção de energia geotérmica. Os E.U.A. destacam-se como o maior produtor de energia geotérmica a nível mundial, com mais de 2.500MW de potência e a Itália como o quinto maior produtor. Entre estes países situam-se as Filipinas, Indonésia e México e as duas ilhas vulcânicas, como a Islândia e a Nova Zelândia atrás da Itália. Em Portugal, na Região Autónoma dos Açores, existem unidades de produção de eletricidade usando a geotermia, conhecendo-se outras utilizações diretas em Lisboa e em São Pedro do Sul. 1 9

10 3.2. Energia Geotérmica em que consiste? A geotermia é a energia do calor interior da Terra e é um recurso disponível nos locais com atividade vulcânica, onde existem água ou rochas a temperatura elevada e em zonas onde seja possível atingir estratos magmáticos. Para que possamos entender como é aproveitada a energia do calor da Terra devemos primeiramente entender como o nosso planeta é constituído. A Terra é formada por grandes placas, que nos mantém isolados do seu interior, no qual encontramos o magma, que consiste basicamente em rochas derretidas. Com o aumento da profundidade a temperatura dessas rochas aumenta cada vez mais, no entanto, há zonas de intrusões magmáticas, onde a temperatura é muito maior pelo que o potencial geotérmico é mais elevado. Em certos locais, fazendo furos de apenas 100 metros é possível alcançar calor útil, assim como existem zonas que contêm nascentes de água quente completamente espontâneas. No entanto, na maior parte do mundo é necessário fazer furos de quilómetros de profundidade para encontrar calor significativo (tipicamente na crosta terrestre o calor aumenta 25º a 30º celsius por cada quilómetro de profundidade em direção ao centro da terra). A utilização da energia contida nos fluídos geotérmicos é realizada de formas diferentes pois estes processos dependem fortemente do caudal disponível, da temperatura e da qualidade destes. A temperatura juntamente com o caudal disponível são dois fatores que influenciam as dimensões do local geotérmico de exploração. No entanto a temperatura constitui um fator importante na medida em que esta determina o tipo de aplicação geotérmica. A qualidade da água também é importante na medida em que a salinidade que esta possuía influência diretamente o seu uso nas instalações de aproveitamento geotérmico devido ao efeito corrosivo. A título de exemplo, o aproveitamento desta energia para gerar eletricidade é feito através de uma turbina cujas pás são movidas pelo vapor do calor da Terra. Este movimento de rotação é transmitido ao eixo do gerador que produz a eletricidade. Para além de ser usado para a produção de eletricidade, esta fonte de energia renovável pode ser usada como fonte de calor para estufas ou por bombas de calor, para aquecimento ou arrefecimento de edifícios. 3,10,11 10

11 4. EXPLORAÇÃO DA ENERGIA GEOTÉRMICA Atendendo a toda a informação abordada anteriormente acerca deste tipo de energia destacam-se algumas formas de a utilizar como: Aquecimento Geotérmico Direto, Bombas de Calor Geotérmico e Centrais de Energia Geotérmica Aquecimento Geotérmico Direto As primeiras evidências de aquecimento geotérmico direto vêm de Pompeia, Itália, onde a água de fontes termais aquecia parte das construções. Mas no entanto o primeiro sistema moderno de Aquecimento Geotérmico Direto começou nos Estados Unidos, na cidade de Boise, Idaho, por volta de Este processo consiste em aproveitar diretamente o calor libertado pela água de fontes termais ou águas subterrâneas, cujas temperaturas oscilam entre os 10ºC e os 150ºC, para fornecer para industrias, termas, estufas, pisciculturas, entre outros. Assim este processo pode ser realizado através de dois tipos de sistemas que utilizam a água aquecida geotermicamente para estes fins. Como primeiro processo apresentamos a Figura 2 que detalha todos os momentos deste processo: 3,6,12 Bombeamento da água quente de reservatórios geotérmicos através de condutas, diretamente para os locais de interesse Dissipação de energia que permite o aumento da temperatura do local Este processo volta a repetir-se ciclicamente Diminuição da temperatura da água que volta novamente para os reservatórios nos quais é aquecida novamente Figura 2 Funcionamento do Sistema de Aquecimento Geotérmico Direto sem permutador 11

12 Este processo (Figura 3) é pouco utilizado pois encontra-se associado a grandes perdas no rendimento devido a dissipação energética da água bem como a problemas técnicos resultantes da corrosão dos materiais devido aos sais da água. Figura 3 Casa com Sistema de Aquecimento Geotérmico Direto sem permutador ( O segundo processo, mais utilizado atualmente, que irá ser explicitado através da Figura 4. Este minimiza as dissipações energéticas envoltas na diminuição do rendimento do aquecimento, assim como também diminui o risco de corrosão dos materiais uma vez que a água aquecida não entra em contacto direto com os mesmos, dado que neste processo existe um permutador (Figura 5). 3,6,12 Bombeamento da água quente dos reservatórios geotérmicos através de uma conduta até um permutador de calor Este permutador contém um fluido que também pode ser água As águas subterrâneas regressão aos reservatórios para aquecer novamente O fluido do permutador absorve o calor da água e circula através da conduta nas infraestruturas pretendidas permutador Figura 4 Funcionamento do Sistema de Aquecimento Geotérmico Direto com 12

13 Figura 5 Permutador para Sistema de Aquecimento Geotérmico Direto ( Bombas de Calor Geotérmicas Uma Bomba de Calor Geotérmica é uma bomba de calor que utiliza o subsolo como fonte de calor, funcionando como forma de aquecimento ou como forma de dissipação de calor. As aplicações baseiam-se na temperatura natural do subsolo podendo assim extrair calor do subsolo no inverno e injetar calor no verão. A forma mais comum de ser apresentado é em circuito fechado, constituído por tubos de polietileno de alta densidade, retos ou em U, na vertical ou horizontal, que podem ficar no solo, na água subterrânea ou num lago. Neste circuito ao longo da conduta circula um fluido, com a função de receber e dissipar o calor subterrâneo, que circula até a um local específico onde ocorre a transferência de calor para um outro permutador que transfere o calor subterrâneo que o fluido transporta para um sistema de compressão. Desta forma o calor é distribuído por todo o ambiente, através de condutas de aquecimento (Figura 6). 3,6 13

14 Figura 6 Bomba de Calor em Sistema Fechado ( Por outo lado também se verifica a existência de um outro circuito aberto, no qual a água subterrânea é o fluido de troca de calor, verificando-se neste sistema a existência de dois poços, um para retirar a água quente subterrânea e outro para injetá-la depois da transferência de calor para o reservatório (Figura 7). Para que o sistema funcione de forma produtiva terá que existir água subterrânea facilmente acessível e muito limpa. O primeiro sistema moderno de bomba de calor geotérmico foi instalado numa casa em Indianápolis, Indiana, em O interesse neste método de aquecimento aumentou após a subida vertiginosa do preço do petróleo na década de ,6 Figura 7 Bomba de Calor em Sistema Aberto ( 14

15 4.3. Centrais de Energia Geotérmica As Centrais Geotérmicas utilizam o vapor proveniente dos reservatórios geotérmicos, que normalmente estão contidos em falhas ou em rochas porosas. Os fluidos presentes nos reservatórios recebem o calor do magma atingindo temperaturas superiores a 150ºC. Os vapores formados são utilizados para movimentar as turbinas e assim produzir energia elétrica e posteriormente são condensados e injetados de novo no reservatório (Figura 8). Desta forma, as Centrais Geotérmicas podem servir-se de três processos diferentes para gerar eletricidade, dependendo o tipo de conversão utilizado do estado do fluido (seja de vapor ou água) e da sua temperatura. 3,6,13 Figura 8 Central Geotérmica ( Central de Vapor Direto ou Vapor Seco As Centrais de Vapor Direto ou Vapor Seco foram as primeiras centrais geotérmicas a serem construídas, aproveitando locais onde os principais recursos hidrotérmicos são vapores geotérmicos (Figura 9). Figura 9 - Esquema de Central a Vapor Direto ( 15

16 De seguida explicamos o seu processo de funcionamento através da Figura 10. 3,6,13 No poço de produção efetua-se a captura do vapor pressurizado que escapa do solo Este é enviado diretamente para uma turbina através de uma conduta O vapor após arrefecimento transforma-se em água que é reencaminhada novamente para o reservatório A turbina é formada por uma série de pás anguladas encaixadas sobre um eixo O vapor pressurizado passa através da turbina e provoca que ela gire no seu eixo central, o que ira alimentar um gerador Figura 10 Sistema de Funcionamento de uma Central a Vapor Direto ou Seco 16

17 Central de Vapor Flash As Centrais de Vapor Flash, (Figura 11) nos dias de hoje, são das centrais geotérmicas mais usadas, utilizando a técnica flash. Figura 11 Esquema de Central a Vapor Flash ( De seguida apresentamos a Figura 12 que permite enumerar as diferentes etapas que se seguem neste tipo de central. 3,6,13 Fluidos hidrotermais a temperaturas superiores a 180ºC e altas pressões são pulverizados em tanques a uma pressão menor Alguns dos fluidos passam para o estado de vapor em um flash, criando o chamado vapor flash No final do processo o vapor transforma- se nos fluidos que são injetados de volta no solo. Esse vapor em alta pressão, depois de encaminhado, faz movimentar as turbinas, que alimentam o gerador e produzem eletricidade Figura 12 Sistema de funcionamento de uma Central Flash Nota: A designação de vapor flash resulta do facto de os fluidos serem retirados a altas temperaturas e pressões de reservatórios geotérmicos, e posteriormente serem pulverizados em tanques a uma pressão menor, levando a que parte do fluido vaporize muito rapidamente. 17

18 Central de Ciclo Binário As centrais de Ciclo Binário diferem das Centrais de Vapor Direto e das Centrais de Flash no facto de nem fluidos nem o vapor do reservatório geotérmico entrarem em contato com as unidades de turbina/gerador (Figura 13). Figura 13 Sistema de Central de Ciclo Binário ( Finalizamos com a Figura 14 relativa ao funcionamento das centrais em questão e sublinhando o fato de que a maioria dos recursos geotérmicos encontra-se na categoria de temperatura moderada; pelo que, a construção de centrais binárias é a mais provável no futuro. 3,6,13 Água geotérmica moderadamente quente de 107 a 182ºC é injetada num permutdor Neste passa um fluido secundário com um ponto de ebulição muito mais baixo A água geotérmica nunca chega à turbina e após a transferência do calor é injetada de volta ao solo a partir do permutador de calor O calor da água faz com que o fluido secundário se transforme em vapor, em um flash, movimentando as turbinas Figura 14 Sistema de funcionamento de uma Central de Ciclo Binário 18

19 5. VANTAGENS E DESVANTAGENS DA ENERGIA GEOTÉRMICA A energia geotérmica permite um aproveitamento a nível direto com os respetivos fins (aquecimento de estufas, aquecimento de casas, aquíferos, termas, etc.) e um aproveitamento indireto nas centrais do qual resulta a produção de energia elétrica permitindo assim que exista uma diminuição da utilização de combustíveis fósseis e uma rentabilização do potencial da geosfera. Apresenta-se como uma energia fiável uma vez que, por exemplo, as centrais geotérmicas são projetadas para funcionar 24 horas por dia, durante todo o ano, sendo resistente a interrupções de geração de energia devido a condições atmosféricas, catástrofes naturais ou cisões políticas que podem interromper o transporte de combustíveis. A nível económico a energia geotérmica pode tornar-se vantajosa uma vez que projetos geotérmicos podem oferecer todos os benefícios acima mencionados para ajudar os países em desenvolvimento a crescer sem poluição. E as instalações em localizações remotas podem levantar o nível e qualidade de vida trazendo eletricidade a pessoas longe dos centros demográficos. Por outro lado esta fonte de energia pode acarretar alguns inconvenientes, por exemplo, devido ao elevado custo de tratamento das águas vindas do interior da terra utilizadas nas centrais grande parte destas não é completamente aproveitada acabando por, após a sua utilização, ser despejada em rios locais e aquíferos. Devido á sua composição rica em minérios prejudiciais á vida leva á contaminação das águas que acaba por afetar diretamente as espécies que a consomem ou interagem diretamente com ela (Figura 15). Figura 15 Contaminação de um rio na proximidade de uma Central Geotérmica ( 19

20 Por outro lado, os fluxos de água geotérmicos contêm gases dissolvidos que após a sua utilização na produção de energia, são libertados para a atmosfera aumentando o efeito de estufa, a temperatura média mundial e a formação de chuvas ácidas que levam á corrosão de infraestruturas e ao envenenamento da fauna e da flora. Entre os gases libertados, destacam-se os compostos de enxofre que levam á formação de ácido sulfídrico que, mediante a sua concentração, podem causar desde náuseas até outros sérios problemas de saúde. Por fim um outro inconveniente associado a esta energia encontra-se na escassez de locais com potencial geotérmico. 4,5,6 20

21 6. APROVEITAMENTO DA ENERGIA GEOTÉRMICA A NÍVEL MUNDIAL 6.1. Energia Geotérmica na Europa Islândia A Islândia, conhecida pela existência de inúmeros géiseres, é neste momento o país com maior aproveitamento geotérmico, devido ao seu contexto geotectónico e ao seu enorme investimento neste tipo de energia. A instalação custa cerca de 50 a 100% mais do que um aquecedor que utiliza combustíveis fósseis. Mas no entanto, o proprietário obtém uma economia de até 70% com o aquecimento, paga 75% menos pela manutenção e, em quatro anos, já recupera o valor pago pelo sistema. A cidade islandesa de Reykjavik é uma das mais limpas do mundo em emissões de dióxido de carbono (CO 2 ) uma vez que, sendo geologicamente privilegiado devido à sua localização tectónica, tem o maior sistema de aquecimento geotérmico do planeta. Segundo apuraram os pesquisadores da Plataforma de Cidades Sustentáveis, desde 1930 a cidade utiliza água quente natural para fornecer calor aos edifícios e casas. Assim, todos os dias, a energia proveniente de fontes termais subterrâneas (geotérmica) (figura 16) é usada para gerar eletricidade e aquecimento a 95% das residências da cidade. Entre 1944 e 2006, foram reduzidas as emissões de 110 milhões de toneladas de CO 2, diminuição que evitou o lançamento de até 4 milhões de toneladas do gás de efeito estufa por ano. Em 2004, a cidade de Reykjavik foi responsável por 53,4% do consumo nacional oriundo de fontes subterrâneas. Em seguida, o petróleo representou 26,3%, as hidroelétricas representaram 17,2% e a queima de carvão e outros 3%. 8 Figura 16 Localização tectónica da Islândia ( 21

22 6.2. Energia Geotérmica em Portugal Em Portugal continental existem essencialmente aproveitamentos de baixa temperatura ou termais. Este pode ser dividido em duas vias, o aproveitamento de polos termais existentes (temperaturas entre 20 e 76 ºC) como são os aproveitamentos em Chaves e S. Pedro do Sul e o aproveitamento de aquíferos profundos das bacias sedimentares, como o projeto geotérmico do Hospital da Força Aérea do Lumiar, em Lisboa, adquirida a partir de um furo com m de profundidade com temperaturas superiores a 50 ºC, a funcionar desde Contudo, os aproveitamentos mais atraentes na área da geotermia são os realizados nas ilhas dos Açores, destinando-se preferencialmente para a produção de energia eléctrica (alta entalpia) (figura 17). Este empreendimento é maioritariamente realizado na ilha de S. Miguel, nas centrais Geotérmicas de Ribeira Grande e Pico Vermelho. Potência Instalada [MWt] Ilha S. Miguel 173,0 Terceira 25,0 Faial 8,9 Pico 12,0 S. Jorge 8,0 Graciosa 5,0 Flores 2,5 Corvo 1,1 Total 235,5 Figura 17 Quadro de produção na Região dos Açores Relativamente à região da Madeira, apesar de ainda não haver aproveitamento energético de alta entalpia, existem planos para que tal seja possível no futuro, uma vez que dados geológicos acerca desta região disponibilizados pelo Laboratório Nacional de Energia e Geologia dão a entender a existência de condições favoráveis a essa situação. 6,9 22

23 7. PAPEL DA ENGENHARIA MECÂNICA NAS ENERGIAS RENOVÁVEIS O Engenheiro Mecânico engloba nas suas competências o projeto, execução, manutenção e colocação em funcionamento de qualquer tipo de equipamento que produz, transmite ou utiliza energia, como motores e máquinas em geral. Nesta linha, deve respeitar sempre a segurança, qualidade e eficiência operacional e financeira, além da certificação e documentação técnica dos sistemas mecânicos. A Engenharia Mecânica abrange as áreas de cinemática, dinâmica, termodinâmica, materiais, fluidos, energia, acústica, metodologia de projeto, metrologia, processos e métodos de fabricação, entre outras. Em cada um desses setores o engenheiro mecânico está capacitado a trabalhar no desenvolvimento de projetos, na fabricação de produtos e nas atividades de manutenção e assistência técnica. Assim sendo, e atendendo a toda a informação abordada anteriormente sobre as energias renováveis e mais concretamente sobre a Energia Geotérmica facilmente percebemos a relevância da Engenharia Mecânica no seu desenvolvimento e diversas formas de exploração. De uma forma geral, após a realização deste projeto podemos observar como em todos os processos de aproveitamento e conversão da Energia Geotérmica se encontrava um componente mecânico imprescindível, desde uma simples conduta até ao funcionamento de uma turbina. Neste momento, as fontes de Energias Renováveis são uma área em crescimento favorável no mercado laboral, facilitando ao engenheiro mecânico a oportunidade de desenvolver interessantes projetos. Com a constante preocupação ambiental, a área que atua na conceção de novas formas de conversão de energia, planeamento e gestão de sistemas energéticos que não agridam a natureza torna-se um importante polo de oportunidades para a Engenharia Mecânica. 7 23

24 8. CONCLUSÃO A missão e o alcance do Engenheiro Mecânico estão a transformar-se todos os dias no como e quando, em virtude do aumento dos problemas e desafios globais da organização das sociedades. Cada vez mais assistimos a uma procura a alternativas das fontes de energia comuns e esgotáveis, surgindo assim um aumento da utilização das Energias Renováveis e portanto um novo reto para os Engenheiros Mecânicos. Desta forma a realização deste projeto revelou-se bastante produtiva, na medida em que possibilitou a descoberta e consolidação de alguns conhecimentos relativos as Energias Renováveis, concretamente a Energia Geotérmica. Através deste trabalho destacamos as inúmeras vantagens deste tipo de energia em crescente desenvolvimento, como a sua elevada eficiência energética com baixa emissão de CO2 e a reduzida alteração e utilização dos solos. Podemos então afirmar que o Engenheiro Mecânico em todas as frentes das Energias Renováveis, terá sempre um desafio pró-ativo na inovação, de forma a minimizar o impacto ambiental sob o desafio permanente da redução de emissões prejudicais para a Terra. Para finalizar, gostaríamos de ressaltar a importância do projeto FEUP como meio de promover competências nos estudantes em diversas áreas necessárias a construção de um bom engenheiro. Entre essas competências podemos distinguir a nível do processo de investigação a capacidade de avaliação seletiva das fontes de pesquisa, de forma a não introduzir informações incorretas no trabalho; competências a nível do trabalho em equipa, permitindo aos vários elemento do grupo de participar de forma equitativa e respeitosa, reforçando o espirito de interajuda e de aprendizagem através do dialogo e discussão; competências na área da exposição do projeto ao público, aperfeiçoando e descobrindo técnicas de apresentação eficazes atendendo ao público-alvo e a informação que pretendemos abordar. Sem dúvida, o Projeto FEUP apresenta-se como uma forma fácil e bem adaptada de acolher os novos alunos numa nova etapa do seu processo de aprendizagem, permitindo-lhes descobrir em grupo os objetivos e organização de um trabalho académico. 24

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26 BIBLIOGRAFIA fb517afa78d3.pdf