Equipe colabora na montagem e teste do sistema “rock star” a 4.100 pés de profundidade
Uma equipe de cientistas montou um sistema inédito para ajudá-los a entender como aproveitar a energia das profundezas do solo.
O Stimulation and Flow System é a mais nova “estrela do rock” do Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) e seus parceiros, projetado para investigar como a água viaja no subsolo através de rochas extremamente quentes e, posteriormente, transmite calor para a superfície.
O novo sistema faz parte do Enhanced Geothermal Systems—ou EGS—Collab, um projeto que envolve vários laboratórios nacionais, universidades e parceiros industriais que trabalham para melhorar as tecnologias geotérmicas.
Uma equipe liderada pelo Pacific Northwest National Laboratory montou um sistema inédito para ajudá-los a entender como aproveitar a energia das profundezas do solo. Crédito: Chris Strickland | Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico
Vários componentes, um sistema único
A mina, que já foi considerada a maior e mais profunda mina de ouro da América do Norte, é atualmente utilizada para diversos fins científicos. Um projeto está analisando como a energia geotérmica pode um dia abastecer 10 milhões de residências.
A EGS Collab está usando a instalação subterrânea como um banco de testes onde água e outras misturas de fluidos serão bombeadas sob alta pressão em um dos cinco furos – “túneis” de quatro polegadas de largura perfurados na rocha – e depois bombeados para fora do outro. poços. A equipe está estudando como os fluidos não apenas quebram a rocha entre os poços, mas também como eles ganham calor da energia armazenada dentro da rocha – energia que pode eventualmente ser bombeada acima do solo para gerar eletricidade.
Para apoiar o esforço do EGS Collab, a equipe desenvolveu o sistema, composto por diversos instrumentos críticos para seu estudo.
“A singularidade deste sistema é que ele rola vários componentes necessários para coletar dados importantes para o estudo geotérmico em um sistema”, disse Chris Strickland, cientista do PNNL que co-lidera a equipe de Simulação e Fluxo do EGS Collab. “Isso não existe em nenhum outro lugar.”
O sistema exclusivo de estimulação e fluxo mede 7 pés de largura, 7 pés de altura e 30 pés de comprimento. Crédito: Chris Strickland | Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico
Esses componentes incluem duas bombas de injeção que podem injetar fluidos na rocha em altas pressões. Uma bomba pode ser usada para controle muito preciso de vazão e pressão, enquanto a outra pode ser operada quando são necessárias altas taxas de vazão.
Um resfriador de fluido cria água fria para que a equipe possa estudar como as temperaturas da água afetam as propriedades térmicas da rocha. Um sistema de osmose reversa permite que a equipe colete dados sobre o caminho do fluxo da água alterando a salinidade – ou salinidade – do fluido injetado.
O sistema também inclui um conjunto de cinco “packers” que são inseridos nos poços. Os packers são equipados com sensores que fornecem medições de temperatura e pressão. Bexigas pressurizadas nos packers, juntamente com bombas de controle, vedam os furos e evitam vazamentos para fora da seção pretendida do furo.
“A singularidade deste sistema é que ele rola vários componentes necessários para coletar dados importantes para o estudo geotérmico em um sistema. Isso não existe em nenhum outro lugar.” — Chris Strickland
O nível de controle e integração precisos é um aspecto único do sistema, fornecendo dados de qualidade necessários para avançar na compreensão científica.
“A melhor parte é que o sistema é autônomo, o que significa que podemos operá-lo e coletar dados acima do solo usando um laptop ou telefone em casa”, disse Strickland. “Dessa forma, não passamos tanto tempo no subsolo.”
Indo fundo, em pedaços
“Primeiro montamos e testamos o sistema em um laboratório acima do solo para garantir que tudo funcionasse”, disse Strickland. “Então nós o desmontamos, viajamos uma milha no subsolo com pedaços de 4 pés por 4 pés, os levamos para nosso local subterrâneo em um vagão, remontamos o sistema e o testamos novamente.”
O sistema completo, que mede 7 pés de altura por 7 pés de largura e 30 pés de comprimento, levou três semanas para ser construído no subsolo. O sistema foi construído e testado por parceiros do PNNL e EGS Collab dos Laboratórios Nacionais Sandia, Laboratório Nacional de Idaho e Laboratório Nacional Lawrence Berkeley.
Strickland acrescentou: “Pode-se pensar que trabalhar em um túnel de 7 pés a uma milha de profundidade seria desconfortável. No entanto, o ar é bombeado continuamente da superfície para manter os túneis a 70 graus constantes e fornecer ar fresco para respirar. Os dias de trabalho são longos, começando às 6h30 e terminando às 18h30, com oportunidades limitadas para viajar de volta à superfície.”
A infraestrutura e a pesquisa do EGS Collab são apoiadas pelo Escritório de Tecnologias Geotérmicas do Departamento de Energia. O sistema fornecerá dados por muitos meses, se não anos. As descobertas deste projeto ajudarão no desenvolvimento de novas tecnologias de energia geotérmica para a indústria.
“Individualmente, os componentes trazem dados bons e úteis”, disse Strickland. “Juntos como um sistema, o EGS Collab receberá os dados mais abrangentes para ajudar a apresentar um futuro de energia geotérmica.”
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