Água e Efluentes em uma Usina Termelétrica - Parte 1: Principais usos da água na usina

Nesta série de 4 posts iremos explicar a importância e os processos de tratamento da água nas usinas termelétricas. Os posts desta série serão publicados nas quartas-feiras.

A água é um componente essencial na produção de energia elétrica. Além das usinas hidrelétricas, onde a queda da água armazenada na barragem movimenta uma turbina acoplada a um gerador, convertendo energia potencial em elétrica, nas usinas termelétricas a água também é um item fundamental.

No Brasil, em média 63% da energia elétrica produzida é de origem hidrelétrica, porém este valor varia de ano a ano pois é muito dependente do clima. E parte significativa da energia é fornecida pelas usinas eólicas e solares. Porém, a garantia de fornecimento de energia, em épocas onde as fontes renováveis não são suficientes, se dá através das termelétricas.

Estas usinas utilizam a queima de um combustível (como gás, carvão, biomassa ou óleo combustível, por exemplo) ou fissão nuclear para gerar calor, e parte deste calor aquece a água gerando vapor a alta pressão e temperatura. Este vapor movimenta uma turbina acoplada a um gerador, convertendo assim a energia térmica em energia elétrica.

Toda grande termelétrica necessita estar próxima a uma fonte de água, pois em média 50 litros de água são necessários para gerar 1 kWh de energia. Os dois processos que mais consomem água são:

1 - produção de água desmineralizada para abastecimento da caldeira, onde a água será transformada em vapor;

2 - produção de água filtrada para a torre de resfriamento da água do condensador.

Mais à frente, nos próximos posts da série, abordaremos em detalhe os dois processos citados.

O primeiro passo no tratamento é produzir água filtrada a partir da fonte de água disponível. As principais origens são água doce de rios ou lagos, ou água do mar. Esta origem é determinante na hora de definir qual o processo mais adequado.

Com a água doce, no Brasil o mais comum é a aplicação de processos físico-químicos de coagulação-floculação-decantação (clarificação) e filtração por filtros de areia, ou flotação-filtração. Em alguns locais o uso direto de membranas de ultrafiltração também pode ser empregado.

Se a fonte principal é água do mar, dependendo das características, se emprega um processo físico-químico de pré-tratamento e após dessalinização utilizando osmose inversa para a adequação dos padrões de qualidade.

Aproximadamente 95% do consumo de água filtrada em uma termelétrica é para alimentar as torres de resfriamento. Este consumo é alto devido às grandes perdas por evaporação que ocorrem no resfriamento da água usada no condensador. Os outros 5% da água alimentam a caldeira, após passar pelo processo de desmineralização.

No post da próxima quarta-feira iremos descrever os principais processos de desmineralização utilizados nas usinas termelétricas: resinas de troca iônica e membranas. Continue acompanhando o canal.

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