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Projeto: Simulando um Sistema de Energia Geotérmica

Energia Sustentável

Original Teachy

Tecnologia e Aplicações da Energia Geotérmica

Contextualização

A energia geotérmica, uma fonte de energia limpa e renovável, é derivada do calor natural armazenado abaixo da superfície da Terra. Não só esta fonte de energia é praticamente inesgotável em escala humana, mas também é consistente, desempenhando um papel constante na geração de eletricidade e aquecimento em locais onde a tecnologia e as condições geológicas são adequadas.

O planeta gera calor através da decomposição de materiais radioativos no manto e no núcleo e este calor pode ser capturado e convertido em energia. Este calor penetra na superfície da Terra em uma taxa de 44.2 trilhões de watts por ano, fazendo da energia geotérmica uma fonte de energia excepcionalmente abundante.

Energia Geotérmica: Conexão com a Terra

Há basicamente três tipos principais de sistemas de energia geotérmica: 1) Sistemas de vapor seco, 2) Sistemas de vapor úmido, e 3) Sistemas binários. Em todas essas abordagens, um poço é perfurado no reservatório geotérmico para fornecer um caminho para o vapor e/ou água quente chegar à superfície. Esta energia é então usada para acionar uma turbina ligada a um gerador de eletricidade.

O prazer que experimentamos ao mergulhar em uma fonte termal, não está muito distante da concepção inicial de aproveitamento da energia geotérmica. Historicamente, as fontes termais eram usadas por culturas antigas para banho, cozimento e aquecimento. Hoje, embora menos óbvia, a energia geotérmica desempenha um papel significativo na vida cotidiana, sendo utilizada para aquecer casas, fornecer energia para processos industriais, dentre outros.

A Demonstração da Energia Geotérmica em Ação

Conscientes de sua importância e aplicações práticas, é essencial que nós - os futuros administradores, engenheiros de energia e cidadãos globalmente conscientes - compreendamos profundamente este recurso, não apenas na teoria, mas também de forma prática. Portanto, este projeto exigirá que vocês explorem a fundo, conceitos de geociências, engenharia térmica e economia. Adicionalmente, cada grupo trabalhará em colaboração para investigar o potencial de um determinado local para a geração de energia geotérmica.

Leituras Adicionais Recomendadas

Para auxiliá-lo nesta jornada de aprendizado, eu recomendo a todos que verifiquem as seguintes fontes para aprofundar ainda mais seu entendimento sobre o assunto:

  1. [Resumo da Energia Geotérmica, EIA - Administração de informações energéticas dos EUA]
  2. [Guia de Tecnologia de Energia Geotérmica, NREL - Laboratório Nacional de Energia Renovável]
  3. [Energia Geotérmica: Recurso Renovável Subutilizado, Instituto de Energia da Universidade de Stanford]

Prepare-se para explorar como podemos aproveitar a energia do nosso próprio planeta para criar um mundo mais limpo e sustentável para o futuro!

Atividade Prática

Simulando um Sistema de Energia Geotérmica

Objetivos do Projeto

A atividade prática proposta visa aplicar na prática os conceitos teóricos aprendidos sobre energia geotérmica. Espera-se que, ao mãos do término deste projeto, os alunos tenham um maior entendimento e apreço pela energia geotérmica, suas vantagens e desafios. Os objetivos deste projeto incluem o desenvolvimento de habilidades em trabalho de equipe, pesquisa, papel de escrita, e compreensão prática de conceitos de energia geotérmica.

Esta atividade envolverá a pesquisa em torno da energia geotérmica e o desenvolvimento de uma simulação física e computacional de um sistema de energia geotérmica. Este projeto será realizado em grupos de 3 a 5 alunos durante um período de quatro semanas.

Materiais Necessários

  1. Livros de referência sobre energia geotérmica
  2. Acesso à internet para pesquisas adicionais
  3. Papelão e canudos (para construção do modelo)
  4. Copos térmicos e bexigas
  5. Água quente (para simular o fonte de calor geotérmico)
  6. Termômetro digital
  7. Folha de papel e lápis (para desenho e planejamento)
  8. Software de simulação de calor (para a simulação computacional)
  9. Materiais para apresentação final (PowerPoint, poster, etc.)

Descrição Detalhada do Projeto

Os alunos serão divididos em grupos e conduzirão as seguintes atividades:

  1. Pesquisa - Cada grupo começará com uma pesquisa sobre energia geotérmica em geral, e focará especificamente em um tópico à sua escolha (por exemplo, geologia e transferência de calor, sistemas de energia geotérmica, aplicações e impactos ambientais, desafios e oportunidades futuras, etc.).

  2. Projeto e construção do modelo geotérmico - Usando a pesquisa realizada e os materiais disponíveis, os grupos projetarão e construirão uma representação física e funcional simplificada de um sistema de energia geotérmica. A água quente servirá como fonte de calor para imitar o calor interno da Terra.

  3. Simulação computacional - Em paralelo com a construção do modelo físico, os alunos também desenvolverão uma simulação computacional de uma usina geotérmica, usando um software adequado de simulação de calor.

  4. Apresentação - Os grupos apresentarão seus modelos e simulações, incluindo uma explicação de como funcionam e dos desafios enfrentados durante a construção e simulação. Eles também farão uma apresentação sobre o tópico de energia geotérmica que escolheram para aprofundamento de estudo.

Passo a Passo Detalhado para a Realização da Atividade

  1. Divida-se em grupos e escolha um tópico de estudo focado para a sua pesquisa.

  2. Realize a pesquisa. Reúna todos os dados e informações importantes.

  3. Faça um esboço do seu projeto de sistema geotérmico, representando todos os componentes principais e como eles interagem

  4. Reúna os materiais necessários para a construção do modelo.

  5. Construa o modelo físico. Teste-o para garantir que a água quente está transferindo calor adequadamente através do 'sistema'.

  6. Paralelamente, desenvolva a simulação computacional da usina geotérmica.

  7. Prepare a apresentação - incluindo slides em PowerPoint ou Poster.

  8. Apresente o trabalho final para a turma e para o professor.

Entregas do Projeto

  1. Projeto Escrito: Cada grupo deve entregar um trabalho escrito detalhando todo o projeto. O documento deve incluir os seguintes componentes:

    • Introdução: Descreva o que é energia geotérmica e sua importância para a sociedade. Inclua detalhes sobre o objetivo do projeto.
    • Desenvolvimento: Detalhe a pesquisa realizada, o processo de construção do modelo, o funcionamento do modelo e a simulação computacional.
    • Conclusão: Discussão dos aprendizados adquiridos, dificuldades encontradas e soluções geradas, bem como as implicações do uso da energia geotérmica para a sociedade.
    • Bibliografia: Liste todas as referências e recursos utilizados durante o projeto.
  2. Modelo Físico: O modelo construído deve ser apresentado no dia da apresentação do projeto

  3. Apresentação: As apresentações finais devem ser bem estruturadas e conter todas as informações relevantes para demonstrar o entendimento dos alunos sobre energia geotérmica.

Iara Tip

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