Caraterização e avaliação dos recursos hidrogeológicos e geotérmicos de baixa entalpia em Angra do Heroísmo

Abstract

A energia geotérmica, uma fonte de energia renovável com baixas emissões de carbono, promissora em regiões onde existe um elevado gradiente geotérmico ou tectónica profunda, como é o caso de regiões vulcânicas ativas do globo, tais como o arquipélago dos Açores. Nas proximidades da cidade de Angra do Heroísmo, na ilha Terceira, ocorre um sistema geotérmico de baixa entalpia, ainda pouco conhecido e inexplorado, podendo constituir um valioso recurso como fonte de calor para diversos usos, entre os quais o aquecimento urbano (district heating). O trabalho desenvolvido no âmbito desta dissertação teve como objetivo caracterizar o sistema geotérmico e avaliar o seu potencial energético. Engloba ainda a caracterização hidrogeológica dos aquíferos termais, a estimativa de temperaturas, a quantificação dos recursos visando a proposta de um modelo conceptual dos sistemas envolvidos. O reservatório geotérmico de Angra do Heroísmo está associado às formações do Vulcão de Guilherme Moniz, Santa Bárbara e à Zona Basáltica Fissural (ZBF) da Terceira, influenciado por falhas de direção NNW-SSE e WNW-ESE. A região apresenta aquíferos suspensos e de base, com águas de diferentes características hidroquímicas e tempos de residência. O escoamento subterrâneo ocorre de norte para sul, com recarga estimada em 34,9 hm³/ano. A disponibilidade de calor no reservatório termal diminui progressivamente de norte para sul e do centro para a periferia. O potencial geotérmico do sistema de baixa entalpia, calculado pelo método Heat-InPlace é de aproximadamente 35 MW. A estimativa do potencial energético, utilizando uma abordagem probabilística combinada com simulações de Monte Carlo assumindo distribuição normal varia entre 28,04 MW e 30,86 MW. Estudos adicionais são necessários para melhor quantificação do recurso.

Geothermal energy is a renewable source with low carbon emissions, particularly promising in regions with a high geothermal gradient or significant tectonic activity, such as active volcanic areas around the globe, including the Azores archipelago. Near the city of Angra do Heroísmo, on Terceira Island, there is a low-enthalpy geothermal system that remains largely unexplored and poorly understood. This system could be a valuable heat source for various applications, including district heating. The work carried out as part of this dissertation aimed to characterize the geothermal system and assess its energy potential. It also includes the hydrogeological characterization of thermal aquifers, temperature estimation, and resource quantification, to propose a conceptual model of the involved systems. The geothermal reservoir of Angra do Heroísmo is associated with the formations of the Guilherme Moniz Volcano, Santa Bárbara, and the Fissural Basaltic Zone (ZBF) of Terceira. It is influenced by fault structures oriented NNW-SSE and WNW-ESE. The region features perched and basal aquifers, with waters exhibiting different hydrochemical characteristics and residence times. Groundwater flow occurs from north to south, with an estimated recharge of 34.9 hm³/year. The availability of heat in the thermal reservoir progressively decreases from north to south and from the center toward the periphery. The geothermal potential of the low-enthalpy system, calculated using the Heat-In-Place method, is approximately 35 MW. An energy potential estimate, obtained through a probabilistic approach combined with Monte Carlo simulations assuming a normal distribution, ranges between 28.04 MW and 30.86 MW. Further studies are required for a more precise quantification of the resource.