Empresa dos EUA apresenta tecnologia revolucionária capaz de derreter rochas usando energia térmica extrema de 370°C

A energia geotérmica enfrenta desafios para ampliar seu potencial. A maioria das usinas opera em temperaturas entre 100 e 250°C. Isso limita a eficiência e a expansão da tecnologia. A solução pode estar nas chamadas rochas superquentes.

Elas são encontradas em temperaturas superiores a 375°C e podem aumentar significativamente a produção de eletricidade.

A dificuldade está no acesso a essas rochas. Perfurações profundas de até 12 milhas (aprox. 19 km) são necessárias. Isso ultrapassa o furo mais profundo do mundo, o Kola Borehole, de 7,6 milhas (aprox. 12 km).

Uma solução inovadora pode estar a caminho. A empresa americana Quaise Energy desenvolve uma nova tecnologia para perfuração usando ondas milimétricas. Esse sistema promete atingir profundidades maiores ao derreter e vaporizar rochas.

Daniel Dichter, engenheiro mecânico sênior da Quaise, publicou uma pesquisa sobre usinas de energia geotérmicas superaquecidas. Ele afirma que os princípios do design convencional podem ser aplicados a temperaturas mais altas.

Segundo Dichter, estudos analisam projetos geotérmicos convencionais e os adaptam para temperaturas acima de 300ºC.

“Temos um bom entendimento de como projetar usinas geotérmicas no domínio de temperatura convencional, mas não temos muita experiência com temperaturas de fontes geotérmicas maiores que isso. Esses artigos aplicam princípios de projeto geotérmico convencional a uma faixa de temperatura mais alta começando em 300ºC (572°F)”, disse Dichter.

A energia das rochas superquentes

A energia geotérmica depende do bombeamento de água aquecida por rochas subterrâneas. A água supercrítica, presente em altas temperaturas, tem mais energia do que a água convencional. Essa fase se assemelha ao vapor, mas possui densidade maior. Isso a torna uma fonte de energia mais potente.

Um ponto levantado na pesquisa de Dichter é que manter a água supercrítica na superfície pode não ser essencial. O estudo sugere que sistemas geotérmicos superaquecidos podem operar eficientemente mesmo em temperaturas mais baixas. Isso tornaria a energia geotérmica superquente mais acessível.

As perdas de energia ao transportar água superaquecida por tubos são um desafio. Quanto maior a temperatura, mais energia a água carrega. No entanto, a vazão diminui. O estudo aponta que o ganho de temperatura e a perda de vazão acabam se anulando.

“Enquanto o conteúdo de calor da água supercrítica é maior, a vazão de massa através dos tubos diminui, e eles basicamente se cancelam“, explica Dichter.

Sistemas que operam com temperaturas superficiais de 350ºC ainda podem ser mais eficientes que os atuais. Porém, manter a água em estado supercrítico no reservatório subterrâneo continua sendo um fator relevante. Isso pode garantir a produção mesmo com perdas entre a rocha superaquecida e a superfície.

Turbinas acessíveis para energia geotérmica

Outra descoberta relevante do estudo é o uso de turbinas convencionais para energia geotérmica superaquecida. Se a temperatura dos fluidos superficiais for superior a 300ºC, turbinas padrão podem ser utilizadas. Isso reduz custos e facilita a implantação da tecnologia.

A pesquisa também examina os sistemas de turbinas usados atualmente. Ciclos binários, que combinam dois fluidos, são comuns na geração geotérmica. Hidrocarbonetos são utilizados para otimizar a conversão de calor em eletricidade.

Entretanto, Dichter sugere que a água pode ser uma alternativa melhor. Em altas temperaturas, ela se torna mais eficiente e reduz impactos ambientais.

A energia geotérmica superaquecida pode beneficiar diversos setores. Usinas de eletricidade, aquecimento regional e bombas de calor estão entre as possibilidades.

“As aplicações são diversas, de usinas de energia a aquecimento regional e bombas de calor domésticas de fonte terrestre, e há muitos olhos novos no campo. Há um renascimento acontecendo na energia geotérmica agora“, destaca Dichter.

A tecnologia ainda enfrenta desafios. Perfurações profundas exigem avanços técnicos e grandes investimentos. A transmissão de calor também precisa ser mais eficiente.

Mesmo assim, especialistas veem o potencial das rochas superquentes como um passo importante. Se viabilizada, essa energia pode se tornar uma fonte renovável ainda mais competitiva no futuro.

Com informações de Interesting Engineering.