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2014/2015

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Curso de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

Projeto FEUP

Equipa:1M1_03 Ana Filipa Moreira de Sousa

João Araújo Afonso

José Pedro Macedo de Almeida Moutinho Ribeiro

Mauro Filipe Rodrigues Domingues

Rui Pedro Gonçalves Redol Simões

Porto, Novembro de 2014

O Papel da Engenharia Mecânica nas

Energias Renováveis

Supervisora: Teresa Duarte

Monitora: Rita Afonso

Energia Geotérmica

O Papel da Engenharia Mecânica nas Energias Renováveis


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.



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



4

PALAVRAS-CHAVE

Energia Renovável

Energia Geotérmica

Potência

Centrais Geotérmicas

Bombas de calor

Aquecimento geotérmico direto

Rendimento

Perdas Energéticas

Termas

Água/Vapor de água



5

ÍNDICE

AGRADECIMENTOS ................................................................................................... 2

RESUMO ...................................................................................................................... 3

PALAVRAS-CHAVE .................................................................................................... 4

1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 6

2. ENERGIA .............................................................................................................. 7

2.1. Energia não Renovável vs. Energia Renovável ............................................................. 7

3. ENERGIA GEOTÉRMICA .................................................................................... 9

3.1. História da Energia Geotérmica .................................................................................... 9

3.2. Energia Geotérmica em que consiste?......................................................................... 10

4. EXPLORAÇÃO DA ENERGIA GEOTÉRMICA .................................................. 11

4.1. Aquecimento Geotérmico Direto ................................................................................ 11

4.2. Bombas de Calor Geotérmicas .................................................................................... 13

4.3. Centrais de Energia Geotérmica .................................................................................. 15

4.3.1. Central de Vapor Direto ou Vapor Seco ............................................................. 15

4.3.2. Central de “Vapor Flash” .................................................................................. 17

4.3.3. Central de Ciclo Binário ..................................................................................... 18

5. VANTAGENS E DESVANTAGENS DA ENERGIA GEOTÉRMICA .................... 19

6. APROVEITAMENTO DA ENERGIA GEOTÉRMICA A NÍVEL MUNDIAL ....... 21

6.1. Energia Geotérmica na Europa – Islândia ................................................................... 21

6.2. Energia Geotérmica em Portugal ................................................................................ 22

7. PAPEL DA ENGENHARIA MECÂNICA NAS ENERGIAS RENOVÁVEIS ......... 23

8. CONCLUSÃO ...................................................................................................... 24

BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................... 26



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|



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.|10,11,15|

2.1.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.



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 (http://elearning.criatividade.net/file.php?file=%2ios F217%2Fnelson%2Fambiente3.jpg)



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.

3.1. 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|



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|

http://pt.wikipedia.org/wiki/Placa_tect%C3%B3nica

http://pt.wikipedia.org/wiki/Placa_tect%C3%B3nica

http://pt.wikipedia.org/wiki/Magma

http://pt.wikipedia.org/wiki/Crosta



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.|3|

4.1. 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 1892.

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|

Figura 2 – Funcionamento do Sistema de Aquecimento Geotérmico Direto sem

permutador

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

Diminuição da temperatura da água que volta novamente para os

reservatórios nos quais é aquecida novamente

Este processo volta a repetir-se ciclicamente



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

(http://casasdemadeirainformacao.com/casas%20ecologicas/geotermia1_400.jpg)

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|

Figura 4 – Funcionamento do Sistema de Aquecimento Geotérmico Direto com

permutador

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

O fluido do permutador absorve o calor da água e circula através da conduta

nas infraestruturas pretendidas

As águas subterrâneas regressão aos

reservatórios para aquecer novamente



13

Figura 5 – Permutador para Sistema de Aquecimento Geotérmico Direto

(http://www.optek.com/images/app_Heat_Exchanger.gif)

4.2. 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|



14

Figura 6 – Bomba de Calor em Sistema Fechado

(http://www.planetseed.com/pt-br/relatedarticle/fontes-alternativas-de-energia-geotermica)

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 1945. O interesse neste método de aquecimento aumentou após a

subida vertiginosa do preço do petróleo na década de 1970. |3,6|

Figura 7 – Bomba de Calor em Sistema Aberto

(http://www.planetseed.com/pt-br/relatedarticle/fontes-alternativas-de-energia-geotermica)



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 (http://www.brasilescola.com/geografia/energia-geotermica-1.htm)

4.3.1. 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

(http://energyalmanac.ca.gov/renewables/geothermal/types.html)



16

De seguida explicamos o seu processo de funcionamento através da Figura 10. |3,6,13|

Figura 10 – Sistema de Funcionamento de uma Central a Vapor Direto ou Seco

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

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

O vapor após arrefecimento transforma-se em água que é reencaminhada novamente

para o reservatório



17

4.3.2. 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|

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.

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”

Esse vapor em alta pressão, depois de encaminhado, faz movimentar as turbinas, que

alimentam o gerador e produzem eletricidade

No final do processo o vapor transforma- se nos fluidos

que são injetados de volta no solo.



18

4.3.3. 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|

Figura 14 – Sistema de funcionamento de uma Central de Ciclo Binário

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

O calor da água faz com que o fluido secundário se transforme

em vapor, “em um flash”, movimentando as turbinas

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



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

(http://energiasfisics.blogspot.pt/2010/11/energia-geotermica.html)



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|



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 (CO2) 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 CO2, 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

(http://www.ecodesenvolvimento.org/noticias/energia-geotermica-aquece-cidade-da-islandia)



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 1.500 m de

profundidade com temperaturas superiores a 50 ºC, a funcionar desde 1992.

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.

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|

Ilha

Potência Instalada [MWt]

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



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|



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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.



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BIBLIOGRAFIA

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geotermica

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8. http://www.ecodesenvolvimento.org/noticias/energia-geotermica-aquece-cidade-da-

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