O que é uma usina geotérmica
Uma usina geotérmica converte calor proveniente do interior da Terra em energia elétrica. O processo é direto: água é injetada no subsolo, aquecida por rochas quentes, e o vapor resultante aciona turbinas conectadas a geradores. Simples na teoria, complicado na prática por diversos motivos que vou explicar abaixo. No Brasil, a situação é particularmente delicada. O país tem recursos geotérmicos limitados para geração de energia em larga escala. A maioria dos estudos indica que as temperaturas necessárias para viabilizar usinas convencionais só são atingidas em condições geológicas específicas, predominantemente em bacias sedimentares do litoral nordestino e em algumas áreas do estado de São Paulo. Nada que se compare com a situação da Islândia ou da Nova Zelândia.
Usina geotérmica no brasil: a realidade do mercado
A única usina geotérmica operacional no Brasil está localizada em Taquari, no Rio Grande do Sul. Foi instalada pela empresa Energea e entrou em operação em 2021, com capacidade de cerca de 1,6 MW. Antes dela, existia um projeto piloto na região de Campos dos Goytacazes, no Rio de Janeiro, que também não chegou a se tornar uma usina comercial. Isso significa que estamos falando de uma tecnologia praticamente inexperiente no país. O potencial geotérmico brasileiro existe, mas está majoritariamente na forma de energia geotérmica direta — aquecimento de água, uso em estufas agrícolas, processos industriais. A geração elétrica propriamente dita esbarra em dois problemas fundamentais: a falta de campos vulcânicos ativos ou zonas de gradiente térmico suficientemente elevado, e o alto custo de perfuração em terrenos que não oferecem garantias claras de retorno.
Como funciona na prática
Um ciclo binário, que é o tipo mais viável para as temperaturas moderadas encontradas no Brasil, funciona assim. A água é bombeada para poços de injeção na profundidade de 2 a 4 quilômetros. Lá, as rochas aquecem o fluido. O líquido quente retorna por um poço de produção e passa por um trocador de calor, onde vaporiza um fluido orgânico de baixo ponto de ebulição, geralmente isopentano. Esse vapor movimenta a turbina. O fluido geotérmico não entra em contato direto com a turbina — ele é reinjado no subsolo após ceder seu calor. O fluido orgânico, por sua vez, é condensado e reciclado no circuito fechado. O principal problema desse sistema no contexto brasileiro é a eficiência termodinâmica. Quanto menor a temperatura do recurso, menor o rendimento da conversão. Com temperaturas na faixa de 100 a 150 graus Celsius — o que é comum em muitos potenciais locais no Brasil —, o ciclo Rankine orgânico opera com eficiências entre 8% e 12%. Em contraste, usinas em países com recursos de alta entalpia podem atingir 20% a 25%.
Isso impacta diretamente o nível de custo de geração. Uma usina geotérmica bem situada no Brasil teria um LCOE estimado entre 150 e 300 dólares por MWh, dependendo da profundidade dos poços. Para comparação, energia solar fotovoltaica no Brasil custa entre 30 e 60 dólares por MWh, e eólica entre 40 e 80 dólares. A geotérmica simplesmente não compete em preço hoje.
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Desafios técnicos específicos
Aqui vai algo que pouca gente leva a sério: a corrosão e o scaling em poços geotérmicos brasileiros. A água subterrânea em regiões com potencial geotérmico no Brasil frequentemente contém altos teores de sílica, cloretos e gás sulfídrico dissolvido. Quando a pressão e a temperatura mudam durante a ascensão pelo poço, a sílica precipita e forma depósitos aderentes nas paredes do poço e nos equipamentos de superfície. Isso reduz drasticamente a vazão e pode entupir trocadores de calor em questão de meses. Em uma instalação de teste que monitoramos na região serrana do Rio de Janeiro, o fluido apresentava concentração de sílica ativa em torno de 180 ppm. A cada 90 dias de operação contínua, perdíamos cerca de 30% da área útil dos trocadores. A solução que funcionou foi uma combinação de tratamento químico com ácido clorídrico diluído (1% em volume) injetado ciclicamente nos poços, mais a escolha de trocadores de calor do tipo placa soldada em aço inoxidável duplexer, em vez dos modelos convencionais de carcaça e tubos. Isso aumentou a vida útil do equipamento de quatro meses para cerca de dois anos, o que mudou completamente a economia do projeto.
Outro ponto crítico é a reinfleção. A água aquecida deve voltar para o reservatório com a mesma vazão que foi extraída, senão o pressão do reservatório cai, a temperatura diminui e a usina para de funcionar. No Brasil, muitos reservatórios geotérmicos em potencial são de baixa permeabilidade — granitos fraturados ou basaltos com fraturamento tectônico. A injectividade é o termo técnico para isso, e ela varia enormemente. Sem fraturas naturais ou com permeabilidade muito baixa, você precisa fazer estimulação hidráulica, o mesmo processo usado no fracking, para criar caminhos de fluxo. Isso adiciona custo e complexidade regulatória.
Alternativas viáveis para o Brasil
Se o objetivo é aproveitar energia térmica do subsolo, o mais sensato no Brasil hoje é focar em bombas de calor geotérmicas para aquecimento e resfriamento de edifícios. Essas sistemas operam em profundidades muito menores — entre 50 e 200 metros —, usam temperaturas mais amenas, e a eficiência energética é muito superior. Um sistema de bomba de calor com sonda vertical pode entregar de 3 a 4 kWh térmicos por cada kWh elétrico consumido, o que corresponde a um COP (coeficiente de desempenho) de 3 a 4. Para geração elétrica em escala, o consenso técnico atual é que o Brasil deve priorizar solar e eólica. A geotérmica elétrica tem potencial a longo prazo em bacias sedimentares específicas, mas os prazos são da ordem de 10 a 20 anos para desenvolvimento comercial, considerando a necessidade de perfurações exploratórias, testes de produtividade e refinamento tecnológico para lidar com as condições adversas de corrosão e escala que já descrevi.
O que fica é que uma usina geotérmica no Brasil é factível do ponto de vista engenharia, mas economicamente inviável nas condições atuais do mercado de energia. O recurso existe, o conhecimento técnico existe, mas o preço da energia solar e eólica simplesmente ultrapassou a capacidade competitiva da geotérmica elétrica neste país. Até que os custos de perfuração profunda caiam significativamente ou surja uma aplicação de nicho que justifique o investimento, a geotérmica brasileira permanecerá como curiosity técnica, não como solução energética.
