Plantas termelétricas funcionam a partir da conversão da energia térmica proveniente da queima de um combustível sólido (carvão), líquido (óleos combustíveis) ou gasoso (gás natural ou gases de refinaria) em energia elétrica. Para executar as operações, tanto as centrais termelétricas de ciclo simples quanto as de ciclo combinado (turbinas a gás e a vapor associadas em uma única planta) consomem elevadas quantidades de água. Perdas significativas ocorrem principalmente por evaporação nas torres de resfriamento, que são os equipamentos responsáveis pela redução da temperatura da água que alimenta o condensador de vapor e aciona as turbinas.
Por outro lado, o processo de combustão para a conversão da energia térmica em elétrica produz uma grande quantidade de gases, entre eles o vapor de água. Um projeto da Seção de Óleo e Gás do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) tratou de estimar a quantidade de água presente nos gases de combustão para os mais diferentes tipos de combustíveis sólidos e gasosos usualmente utilizados na geração termelétrica.
As estimativas foram feitas com base no consumo unitário de combustível (m3 água/m3 gás natural e m3 água/kg de carvão) e na quantidade de energia elétrica produzida (m3 água/MWh)
Perdas significativas de água ocorrem principalmente por evaporação nas torres de resfriamento nas plantas
elas plantas termelétricas, tomando-se como referência parâmetros de operação pré-definidos como eficiência e capacidade de geração de cada tipo de planta.
Em testes realizados pelo IPT em uma torre instalada em uma planta operando em ciclo combinado, a taxa de evaporação variou entre 0,99% e 1,3% do fluxo de água entrante. “Os resultados indicaram que a quantidade de água presente nos gases de combustão é relevante e, se recuperada, é capaz de mitigar as perdas que ocorrem por evaporação nas torres de resfriamento”, afirma o engenheiro químico do IPT José Eduardo Prata, que apresentou o trabalho no ECOS 2017 – 30th International Conference on Efficiency, Cost, Optimisation, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems. A conferência foi realizada na cidade de San Diego (EUA) entre os dias 2 e 6 de julho.
O trabalho (que também é tema do doutorado em andamento do pesquisador no Instituto de Energia e Ambiente – IEE – da USP) é continuação de um projeto desenvolvido pela Seção de Óleo e Gás para a otimização do funcionamento da torre de resfriamento de centrais termelétricas de ciclo combinado. O estudo, que foi solicitado pela Petrobras para a central termelétrica Ibiritermo, localizada na cidade de Ibirité (MG), foi concluído em 2013 e apresentou resultados bastante satisfatórios.
“Existem estudos de natureza semelhante no exterior, mas não no Brasil. Aqui, a questão da utilização racional dos recursos hídricos ainda é incipiente em função da grande disponibilidade. Contudo, em períodos de escassez – como foi observado nos últimos anos e ainda continua em algumas regiões onde se localizam usinas termelétricas – observou-se uma grande apreensão por parte dos gestores quanto à garantia de fornecimento de água para a manutenção das operações. Assim, a consolidação da tecnologia pode ser atrativa em um futuro breve”, acredita Prata.
O estudo está em prosseguimento. Atualmente, o pesquisador está dedicado à análise e ao desenvolvimento de processos de recuperação (essencialmente condensação) que sejam eficientes e viáveis tanto do ponto de vista econômico quanto tecnológico, assim como a avaliação de formas para aumentar a qualidade da água recuperada em função da presença de ácido sulfúrico.
