O que é a energia geotérmica e que possibilidades existem para a sua utilização em Espanha?

As bombas de calor geotérmicas são os equipamentos que nos permitem aproveitar a energia extraída do solo para a levar para as nossas casas ou empresas. No verão extrai o calor do interior e expulsa-o para os poços geotérmicos para arrefecer, enquanto no inverno utiliza o calor extraído dos poços geotérmicos para aquecer o interior. Um método muito eficiente e renovável que analisamos nas linhas seguintes.

O que é a energia geotérmica

O termo“geotérmica” vem da combinação das palavras gregas “geo” e “thermos”.

Enquanto o primeiro significa terra, o segundo refere-se ao calor, sendo a forma em que a energia é gerada e armazenada dentro do planeta.

Mas o que é que torna esta energia tão interessante e como é que a podemos aproveitar? É sobre isso que nos debruçamos neste artigo.

Como referi anteriormente, a energia geotérmica é, essencialmente, o calor armazenado sob a superfície da terra.

Calor que tem origem na radioatividade natural de materiais no manto terrestre e que, em locais chave, é também gerado como calor residual da formação do nosso planeta.

A energia geotérmica é essencialmente o calor armazenado sob a superfície da terra.

Sendo uma fonte de energia do interior da Terra, é praticamente inesgotável à escala humana e pode ser captada de duas formas diferentes:

• Energia geotérmica de baixa temperatura: Utilizada para aquecimento direto ou para aquecimento de água em spas. Por exemplo, em algumas casas unifamiliares, são utilizadas bombas de calor geotérmicas para tirar partido da temperatura constante do subsolo e aquecer ou arrefecer espaços.

• Energia geotérmica de alta temperatura: Encontra-se a maiores profundidades e é utilizada principalmente para gerar eletricidade. Através de centrais geotérmicas, o vapor destes depósitos é utilizado para acionar turbinas e gerar eletricidade.

Tudo isto faz dela uma fonte de energia limpa e sustentável que não emite gases com efeito de estufa. Aprenderás como a energia geotérmica aproveita esta temperatura.

Além disso, sendo uma fonte de energia contínua, não depende de factores como a luz solar ou o vento, o que a torna mais fiável em comparação com outras fontes renováveis.

Como funciona a energia geotérmica

Embora seja uma das fontes de energia renováveis menos conhecidas, o seu potencial, que é influenciado pelas condições climatéricas, é imenso e o seu funcionamento fascinante.

A origem do calor

Antes de compreenderes o seu funcionamento, é essencial saberes de onde vem este calor.

O núcleo da Terra é extremamente quente, graças ao decaimento radioativo e ao calor retido desde a formação do nosso planeta.

Esta temperatura diminui à medida que nos aproximamos da crosta terrestre, mas em algumas áreas, o calor está suficientemente próximo da superfície para ser explorado.

Isto significa que, embora ainda não consigamos descer muito, temos a possibilidade de utilizar este calor residual em nosso benefício.

Reservas geotérmicas

Infelizmente, a energia geotérmica não pode ser explorada de forma igual em todas as partes do mundo.

Existem as chamadas reservas geotérmicas.

São zonas onde o calor da Terra está mais próximo da superfície devido a fenómenos geológicos, como os vulcões ou a tectónica de placas.

Nestes pontos, as águas subterrâneas podem aquecer e formar reservatórios de vapor ou de água quente.

E é isso que usamos para gerar energia.

Captura e conversão

O processo de transformação deste calor em energia varia em função da temperatura e da natureza do reservatório:

• Centrais de Vapor Seco: São as mais antigas e mais diretas. Extraem o vapor diretamente da terra e utilizam-no para acionar as turbinas que produzem eletricidade.
• Centrais de vapor flash: Aqui, a água a alta temperatura é convertida em vapor através da redução da sua pressão. Este vapor é depois utilizado para fazer girar uma turbina.
• Centrais de ciclo binário: São as mais comuns atualmente. A água geotérmica quente é utilizada para aquecer um líquido secundário com um ponto de ebulição inferior ao da água. Quando este líquido vaporiza, o seu vapor acciona as turbinas.
• Aquecimento direto: Em áreas onde o calor não é suficientemente intenso para produzir eletricidade, pode ser utilizado diretamente para aquecer edifícios, estufas, piscinas e muito mais.

Arrefecimento e recirculação

Depois de passar pela central, o líquido é arrefecido e reinjectado no subsolo.

Isto permite que a pressão e a temperatura do reservatório geotérmico sejam mantidas, tornando o processo sustentável ao longo do tempo.

Tipos de instalações geotérmicas

A energia geotérmica, sendo uma fonte de diferentes tipos de energia geotérmica que aproveita o calor armazenado no subsolo, oferece diferentes formas de captação, dependendo das caraterísticas do local e das necessidades do projeto.

Aqui tentaremos explicar-te de uma forma simples para que seja fácil tomar uma decisão.

Instalação geotérmica vertical fechada

Uma das formas mais eficientes de captar energia geotérmica é através da perfuração vertical .

Neste tipo de sistema, um ou mais furos são perfurados até 200 metros de profundidade (ou mesmo mais) no solo.

Dentro destes furos, são inseridos tubos em forma de U através dos quais circula um fluido de arrefecimento.

Graças à temperatura estável do subsolo, a temperatura constante é explorada e este fluido é aquecido ou arrefecido conforme necessário, sendo depois alimentado a uma bomba de calor que extrai ou transfere esta energia.

A sua principal vantagem é a sua eficácia em espaços reduzidos, uma vez que tira partido da profundidade do solo.

Com um pequeno espaço, podes gerar uma grande quantidade de energia limpa e económica.

Instalação geotérmica horizontal fechada:

A opção horizontal é mais adequada para sítios com mais terrenos disponíveis.

Neste caso, os tubos são instalados a uma profundidade que varia entre 1 e 2 metros, distribuídos horizontalmente.

O fluido de arrefecimento circula através destes tubos, captando a energia térmica do solo de forma semelhante ao sistema vertical.

Embora exija uma área maior, é normalmente menos dispendiosa em termos de perfuração do que a instalação vertical.

Para além disso, o que é realmente importante é que seja adaptado às necessidades de cada caso individual.

Abre a energia geotérmica

Esta modalidade é particularmente adequada para locais com abundantes fontes de água subterrânea.

Em vez de utilizar um circuito fechado com um fluido de arrefecimento, o sistema de captação aberto extrai água diretamente de aquíferos subterrâneos ou lagos.

Uma vez extraída, esta água passa poruma bomba de calor que utiliza a sua temperatura para aquecimento ou arrefecimento.

Após este processo, a água é devolvida ao subsolo ou a outro local, garantindo um impacto mínimo no ecossistema subterrâneo.

É essencial, ao optar por este sistema, ter estudos hidrológicos adequados para garantir a sustentabilidade do recurso.

Como podes ver, a maioria dos processos tem alguns pontos em comum e certas decisões para melhorar a eficiência energética.

Manutenção da energia geotérmica: Porquê e como fazê-lo?

Embora os diferentes tipos de instalações geotérmicas sejam conhecidos pela sua longevidade e fiabilidade, não estão isentos da necessidade de manutenção regular para garantir o seu bom funcionamento, eficiência e maximizar a sua longa vida útil.

Porque é que a manutenção é importante?

Maximizar a eficiência: Como qualquer sistema, ao longo do tempo, as instalações geotérmicas podem enfrentar obstruções ou desgaste que reduzem a sua eficiência. Uma manutenção adequada garante que o sistema funciona na sua capacidade máxima.

Prolongamento da vida útil: Um sistema com boa manutenção durará mais tempo. As bombas de calor geotérmicas, por exemplo, podem durar mais de 20 anos com os devidos cuidados, e os tubos subterrâneos ainda mais.

Evita problemas graves: A manutenção regular pode identificar e resolver problemas menores antes de se tornarem falhas graves que exijam reparações dispendiosas.

Segurança: Embora as instalações geotérmicas sejam geralmente seguras, a manutenção ajuda a evitar problemas que possam comprometer a segurança do equipamento ou das pessoas.

Que aspectos devem ser tidos em conta na manutenção?

Inspeção do circuito do fluido: É essencial verificar se não existem fugas no circuito, tanto em sistemas fechados como abertos, e assegurar que o fluido está em boas condições. Nos sistemas fechados, o fluido anticongelante pode ter de ser substituído ou completado.

Limpeza e inspeção da bomba de calor: As bombas de calor devem ser inspeccionadas e limpas para garantir o seu bom funcionamento. Isto inclui a verificação dos componentes eléctricos, das ligações e do permutador de calor.

Controlo do caudal e da pressão: É vital monitorizar o caudal e a pressão do fluido para garantir que o sistema está a funcionar nos parâmetros ideais.

Verificação das válvulas e termóstatos: Estes componentes devem ser verificados para garantir o seu correto funcionamento e calibração.

Em sistemas de captação abertos: É crucial monitorizar a qualidade da água subterrânea para evitar a acumulação de sedimentos ou minerais que podem entupir o sistema.

Inspeção visual: A tubagem, os acessórios e outros componentes visíveis devem ser verificados quanto a sinais de desgaste ou danos.

Energia geotérmica: Vantagens e desvantagens da sua utilização

Mas se estás a ler este artigo, é porque provavelmente estás a pensar se deves ou não optar por este tipo de energia.

Agora, gostaríamos de te falar sobre as grandes vantagens (e também as desvantagens)

Poupa energia:

Uma instalação geotérmica é eficiente e pode gerar poupanças de energia significativas em comparação com outros sistemas de arrefecimento, aquecimento e água quente.

A eficiência energética é maximizada quando combinada com o aquecimento por piso radiante. É um compromisso contra as alterações climáticas.

• Consistência: A energia geotérmica fornece uma fonte constante de calor, uma vez que as temperaturas subterrâneas permanecem estáveis durante todo o ano, independentemente das condições climatéricas à superfície.

• COP elevado: O Coeficiente de Desempenho (COP) dos sistemas geotérmicos é notavelmente elevado, produzindo mais energia do que a que consome.

• Otimização: Ao conceber e instalar corretamente o sistema geotérmico, o desempenho é optimizado, maximizando as poupanças em termos de consumo de energia e de custos.

Custos de manutenção reduzidos:

As instalações geotérmicas destacam-se pela sua notável durabilidade e fiabilidade, factores que contribuem diretamente para os baixos custos de manutenção.

A vida útil de uma bomba de calor geotérmica pode variar entre 20 e 25 anos, enquanto a infraestrutura subterrânea, também conhecida como circuito geotérmico, tem a capacidade de funcionar durante mais de 50 anos.

A robustez e a longevidade destes sistemas são apoiadas pelo facto de terem poucas peças móveis, o que significa menos desgaste e, consequentemente, menos necessidade de reparação ao longo da sua vida útil.

Além disso, um aspeto crucial que apoia a baixa manutenção dos sistemas geotérmicos é a localização subterrânea da maioria dos seus componentes.

Esta caraterística protege-os das intempéries e das variações climáticas extremas, minimizando o desgaste provocado pelas intempéries.

Além disso, esta proteção ambiental não só aumenta a durabilidade do sistema, como também garante um funcionamento suave e eficiente durante todo o ano, sem ser afetado pelas estações.

Do ponto de vista do utilizador, os sistemas geotérmicos oferecem um funcionamento notavelmente silencioso e sem vibrações incómodas, aspectos que não só proporcionam um ambiente confortável e silencioso, como também indicam que os componentes do sistema sofrem um stress mecânico reduzido.

Este bom funcionamento, inerente à energia geotérmica, garante que os componentes internos, como as bombas e os permutadores de calor, mantenham a sua integridade estrutural ao longo do tempo, necessitando de intervenções de manutenção esporádicas e básicas.

Por fim, embora o investimento inicial num sistema geotérmico possa ser mais elevado do que noutros sistemas AVAC, as poupanças resultantes da sua eficiência energética e dos baixos custos de manutenção resultam num período de retorno do investimento atrativo.

O preço da instalação é elevado, mas, a longo prazo, é muito mais barato devido à poupança nas contas do aquecimento. Espanha é o país da União Europeia que mais gasta em eletricidade e gás, pelo que esta alternativa de climatização reduzirá o custo deste serviço, o que terá um efeito favorável no bolso dos espanhóis.

De facto, poupar dinheiro é ainda mais importante agora, uma vez que a pandemia fez com que muitos perdessem os seus empregos ou reduzissem o seu horário de trabalho, afectando negativamente o dinheiro que entra no agregado familiar. Então, nada melhor do que escolher um sistema altamente eficiente para cobrir uma das tuas necessidades básicas?

Com um consumo de energia significativamente mais baixo do que os seus equivalentes convencionais e custos reduzidos de operação e manutenção, a geotermia está a estabelecer-se como uma opção financeiramente viável e ambientalmente responsável a longo prazo.

Possibilidades de instalação em Espanha

Em Espanha, a instalação de bombas de calor geotérmicas é lenta e gradual. Está a tornar-se cada vez mais popular, mas é verdade que ainda estamos atrasados em relação à Europa. Mesmo assim, tanto o governo espanhol como as comunidades autónomas publicaram leis nos últimos anos com medidas para promover as energias renováveis, como a energia geotérmica. Um exemplo é o Real Decreto-Lei de junho de 2020, aprovado pelo Conselho de Ministros, sob proposta do Ministério da Transição Ecológica e do Desafio Demográfico (MITECO), para promover a utilização de energias ecológicas e favorecer a reativação económica no contexto da pandemia da COVID-19.

Além disso, existem bolsas de investimento em energias renováveis do Instituto de Diversificação e Poupança Energética (IDAE) do MITECO, co-financiadas com fundos da União Europeia. Existem também subsídios de algumas comunidades autónomas que promovem a instalação de sistemas que utilizam energias renováveis, como a energia geotérmica.

Longa vida útil:

Com uma utilização e manutenção adequadas da energia, a energia geotérmica tem uma longa vida útil, mais longa do que muitos outros sistemas de ar condicionado residenciais.

Arrefecimento e aquecimento com um único consumo:

Um único sistema geotérmico pode fornecer aquecimento e ar condicionado, optimizando o consumo de energia e reduzindo as emissões de CO2.

Frio passivo:

Aproveita a temperatura do subsolo para arrefecer sem necessidade de energia adicional.

Não requer a utilização de painéis solares:

Enquanto várias formas de energia renovável, como a solar, dependem de condições climáticas específicas para serem eficientes, a energia geotérmica funciona de forma notavelmente autónoma, tirando partido da estabilidade térmica inerente à subsuperfície da terra.

Esta particularidade permite que os sistemas geotérmicos não dependam da instalação de painéis solares para o seu funcionamento, o que constitui uma caraterística distintiva e uma vantagem em relação a outras fontes renováveis.

A temperatura do subsolo, a uma determinada profundidade, mantém-se relativamente constante ao longo do ano, independentemente das condições climatéricas à superfície.

Assim, ao contrário dos sistemas que utilizam energia solar fotovoltaica, a energia geotérmica não está sujeita à variabilidade sazonal ou à intermitência do sol.

Esta caraterística faz da energia geotérmica uma solução energética constante e fiável, que pode gerar calor e frio de forma contínua e estável.

Além disso, esta independência dos painéis solares significa que a geotermia pode ser uma opção particularmente viável em locais onde o espaço para painéis solares é limitado ou onde as condições solares não são as melhores.

Da mesma forma, este sistema pode ser uma solução energética relevante em regiões onde a densidade de construção é elevada ou em ambientes naturais onde a instalação de painéis solares poderia afetar a estética da paisagem ou interferir com a flora e fauna locais.

Em termos de implantação em vários locais, a energia geotérmica é uma alternativa versátil, oferecendo uma fonte de energia renovável que não compete com o espaço aéreo e não depende da luz solar.

É, por conseguinte, uma alternativa viável em locais onde outras fontes renováveis podem não ser tão eficazes ou aplicáveis, garantindo assim uma opção mais universal e acessível de energia limpa e sustentável.

Reduz a poluição sonora:

Ao contrário de outros sistemas que podem gerar ruído, como as unidades de ar condicionado externas, a geotermia é extremamente silenciosa. Isto contribui para um ambiente mais calmo, especialmente em áreas residenciais.

Energia perpétua e inesgotável:

A energia geotérmica é uma energia renovável que elimina a dependência dos combustíveis fósseis.

Enquanto o planeta existir, teremos acesso ao calor subterrâneo, o que faz da energia geotérmica uma fonte inesgotável de energia.

Subsídios, abonos e deduções disponíveis:

Em Espanha, a aposta nas energias renováveis gerou uma série de incentivos governamentais para quem opta pela energia geotérmica.

Estes podem incluir subsídios, deduções fiscais e abatimentos, que melhoram o período de recuperação e o retorno do investimento.

Combinação com energia fotovoltaica:

A geotermia, sendo uma fonte de energia eficaz e consistente por si só, pode, quando combinada com a energia solar fotovoltaica, formar um conjunto de energia verdadeiramente poderoso e sustentável.

Esta combinação tira partido do melhor dos dois mundos: a constância da energia geotérmica e a capacidade dos sistemas fotovoltaicos para gerar eletricidade de uma forma ecológica e renovável.

A energia geotérmica assegura uma fonte constante de aquecimento e arrefecimento, utilizando a temperatura estável do solo para fornecer soluções climáticas durante todo o ano.

Por outro lado, a energia solar fotovoltaica converte a luz direta do sol em eletricidade, o que pode ser particularmente útil para satisfazer as necessidades eléctricas de uma casa ou de um edifício.

Em conjunto, estas duas fontes de energia renováveis podem criar um sistema abrangente que fornece uma vasta gama de necessidades energéticas de uma propriedade, desde o ar condicionado até ao fornecimento geral de energia.

Quando implementadas em conjunto, a geotermia e a energia fotovoltaica podem alimentar-se mutuamente para otimizar a poupança de energia e a eficiência.

A eletricidade gerada pelos painéis solares pode ser utilizada para alimentar as bombas de calor geotérmicas, criando um ciclo energético fechado e sustentável que minimiza a dependência da rede eléctrica convencional e reduz as emissões de carbono.

É necessário dispor de terrenos para a captação:

Um dos principais desafios da energia geotérmica é a necessidade de um terreno adequado para a captação, quer se trate de instalações horizontais ou de poços verticais.

Este facto pode limitar a sua aplicação em certas zonas urbanas ou em habitações sem acesso a um espaço subterrâneo adequado.

A instalação de energia geotérmica é mais cara do que a energia convencional:

A adoção de sistemas de energia geotérmica, apesar da sua eficiência e respeito pelo ambiente, é acompanhada de um investimento inicial que pode ser significativamente mais elevado em comparação com sistemas de energia mais tradicionais ou convencionais, como os baseados no gás natural ou na eletricidade.

Este investimento inicial destina-se, em grande parte, à instalação do circuito geotérmico subterrâneo e à aquisição de bombas de calor geotérmicas especializadas, entre outros componentes sistémicos.

No entanto, é imperativo encarar este investimento numa perspetiva de longo prazo, dada a natureza durável e economicamente eficiente dos sistemas geotérmicos.

A eficiência energética destes sistemas, que é significativamente superior às alternativas convencionais, resulta em poupanças mensais significativas na fatura energética.

Por conseguinte, embora o investimento inicial seja elevado, o retorno do investimento verifica-se através da redução contínua e sustentada das despesas de funcionamento.

Para além disso, a disponibilidade de subsídios, créditos fiscais e outros incentivos financeiros oferecidos por várias entidades governamentais e instituições dedicadas à promoção das energias renováveis pode mitigar significativamente os encargos financeiros iniciais associados à implementação da energia geotérmica.

Estes incentivos, que visam promover a adoção de tecnologias mais limpas e sustentáveis, podem reduzir significativamente o período de retorno do investimento inicial, tornando a geotermia uma opção mais acessível e economicamente atractiva para uma vasta gama de consumidores e empresas.

O aspeto dos custos de manutenção também desempenha um papel crucial na análise da viabilidade financeira da energia geotérmica.

Com requisitos de manutenção significativamente mais baixos em comparação com os sistemas de aquecimento e arrefecimento convencionais, os custos associados a reparações, substituições e operações regulares são significativamente reduzidos ao longo da vida útil do sistema geotérmico.

Este fator, juntamente com a poupança no consumo de energia e os potenciais subsídios, significa que, numa análise financeira a longo prazo, a geotermia pode ser tão ou mais acessível do que as suas contrapartes mais tradicionais.

Conclusão

A energia geotérmica representa uma opção sustentável e altamente eficiente para a climatização de edifícios e para a produção de água quente sanitária.

A sua capacidade de tirar partido da temperatura constante do subsolo e de funcionar, apesar de conhecer a influência das condições climatéricas, torna-o uma das alternativas mais promissoras em relação a outros sistemas.

Em Espanha, as possibilidades da sua utilização continuam a expandir-se e, à medida que mais pessoas e empresas adoptam esta tecnologia, os benefícios em termos de poupança de energia, redução das emissões de CO2 e sustentabilidade tornar-se-ão ainda mais evidentes.

Por isso, incentivam a instalação de sistemas de ar condicionado, como as bombas de calor, para que os edifícios sejam eficientes, com equipamentos económicos e com menos consequências negativas para o planeta.

Por todas estas razões, recomendamos-te que instales bombas de calor geotérmicas e deixes de lado os sistemas convencionais. Se decidires instalá-las na tua casa ou escritório, presta atenção à informação que te vamos dar sobre as possibilidades que tens de as instalar em Espanha.

Também temos de nos certificar de que cumprimos os requisitos técnicos necessários para iniciar a instalação. Por isso, é necessário explorar o terreno, ver o espaço disponível, pedir autorização para perfurar o solo. Na Ecoforest, podemos ajudar-te com tudo isto, podes consultar-nos sempre que quiseres.

Como podes ver, é relativamente fácil instalar este sistema de ar condicionado em qualquer lugar de Espanha, já que os nossos solos são uma grande fonte de energia renovável. Por isso, encorajamos-te a contactar-nos e aconselhar-te, para que possas beneficiar das qualidades das bombas de calor geotérmicas o mais rapidamente possível.