O sistema utiliza a temperatura estável do subsolo para aquecer ou resfriar ambientes e pode reduzir o consumo de energia em até 50%.
Testes realizados na capital Duchambe registraram economia de 41% no consumo de energia para resfriamento, acima da previsão inicial do projeto.
A pesquisa também mapeia águas subterrâneas e usa inteligência artificial para identificar áreas com potencial para expansão da tecnologia.
Foto: Unsplash
O calor armazenado poucos metros abaixo da superfície pode ajudar a reduzir a dependência de carvão no Tajiquistão, país da Ásia Central que enfrenta uma grave escassez de energia durante o inverno. Desde 2021, pesquisadores da Universidade de Akita, no Japão, desenvolvem no país um projeto para testar sistemas de aproveitamento da energia geotérmica de baixa profundidade.
A tecnologia utiliza bombas de calor geotérmicas, conhecidas pela sigla GSHP, para aproveitar a temperatura relativamente estável do solo. A cerca de poucos metros de profundidade, o terreno mantém temperatura próxima de 15°C ao longo do ano, mesmo quando as condições na superfície mudam drasticamente.
O sistema utiliza tubos enterrados por onde circulam água subterrânea ou um fluido anticongelante. No inverno, o equipamento retira calor do solo para aquecer os ambientes. No verão, o funcionamento é invertido para retirar calor das construções.
Segundo os pesquisadores, a GSHP pode diminuir entre 30% e 50% o consumo de energia elétrica em comparação com sistemas convencionais de aquecimento e ar-condicionado. A vantagem está na maior estabilidade da temperatura do subsolo, enquanto equipamentos tradicionais precisam trocar calor com o ar externo, tornando-se menos eficientes em períodos de frio ou calor extremos.
No Japão, a tecnologia já foi instalada em locais como a prefeitura de Akita e o aeroporto de Haneda. O sistema também é utilizado para ajudar no derretimento de neve em estradas de regiões frias.
No Tajiquistão, a necessidade é ainda mais urgente. Cerca de 96% da eletricidade do país é produzida por hidrelétricas. Durante o inverno, porém, o frio aumenta a demanda por aquecimento ao mesmo tempo em que a redução do derretimento da neve e o congelamento dos rios diminuem a geração.
O carvão é amplamente utilizado para compensar a falta de eletricidade. Algumas residências chegam a consumir cinco toneladas do combustível em uma única estação. Os apagões são frequentes e a infraestrutura energética, em parte herdada do período soviético, enfrenta limitações.
O pesquisador Fumiaki Inagaki, líder do projeto e decano da Escola de Pós-Graduação em Ciências de Recursos Internacionais da Universidade de Akita, visita o Tajiquistão quase todos os anos desde 2007. A experiência na região levou o pesquisador a considerar o calor subterrâneo uma alternativa para reduzir a dependência de combustíveis fósseis e as emissões de dióxido de carbono.
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Pesquisa combina geologia e inteligência artificial
O projeto, desenvolvido dentro do programa SATREPS, reúne três frentes principais: testes de longo prazo em instalações demonstrativas, elaboração de mapas de potencial geotérmico com inteligência artificial e desenvolvimento de modelos que incluam formas de captação dos recursos.
A pesquisa enfrentou um obstáculo inicial. Em áreas áridas da Ásia Central, o lençol freático costuma estar profundo e o solo apresenta pouca umidade, características que dificultavam o uso da energia geotérmica. Estudos realizados em Duchambe, capital do Tajiquistão, porém, identificaram condições favoráveis.
A cidade está em uma bacia cercada por montanhas e geleiras, o que contribui para a presença de água subterrânea e temperaturas relativamente estáveis no subsolo. Em experimentos demonstrativos, o sistema proporcionou economia de 41% no consumo de energia para resfriamento, acima da estimativa inicial de 30%.
A equipe também analisou águas subterrâneas em cerca de 130 pontos ao redor da capital. Além de contribuir para o estudo geotérmico, os dados podem ajudar na gestão dos recursos hídricos, incluindo informações sobre cálcio, componentes carbonáticos e concentrações de urânio.
O projeto enfrentou ainda restrições de viagem durante a pandemia de Covid-19, dificuldades logísticas após a invasão russa da Ucrânia e limitações no acesso a dados geológicos.
A conclusão está prevista para a primavera de 2027. Os pesquisadores pretendem manter a cooperação com organizações internacionais para ampliar o uso da tecnologia no país. A experiência também reforçou, segundo a equipe, a importância de soluções de baixo custo e fácil manutenção para países em desenvolvimento, além da formação de novos pesquisadores locais.
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