Há muito tempo a preocupação com o consumo de água é uma constante nos assuntos pertinentes ao meio ambiente. A água é um bem comum, e, portanto, um direito difuso de todos os cidadãos. Também tem sido objeto de discussão a reutilização da água em alguns processos e sempre é mencionado o desperdício deste bem renovável. A água tem inúmeras aplicações, sendo a mais importante a água potável para a população.

Entretanto, cada dia que passa, a tecnologia avança e novos processos industriais são desenvolvidos para fornecer outros tipos de serviços ao bem estar social, como a energia elétrica e o calor. A água está presente neste processo através da cogeração de energia, que é o aproveitamento de diferentes tipos de energia desenvolvidos em um mesmo processo. Na cogeração, o reúso da água produz dois benefícios simultâneos, que são o não desperdício de energia (calor) e da própria água.
 
A água na cogeração de energia
Como sabemos, o Brasil é um país que tem sua matriz energética estabelecida na geração de energia hidráulica através de dezenas de hidroelétricas com turbinas do tipo Pelton ou turbinas Francis, como é o caso da hidroelétrica de Itaipu. 
  
As  grandes hidroelétricas mais as PCH – Pequenas Centrais Hidroelétricas - são responsáveis por aproximadamente 93% da energia consumida no Brasil.

Com o desenvolvimento da indústria e as constantes dúvidas sobre o futuro do petróleo e do carvão, principalmente no hemisfério norte, foram desenvolvidos novos sistemas de geração de vapor, já com a conscientização do maior aproveitamento possível das energias envolvidas (mecânica, térmica, cinética etc.) e de outros recursos naturais – combustíveis renováveis (biomassa, cana de açúcar) e a água. Surgiu então o processo de cogeração, que a cada dia toma mais força na análise energética das empresas e dos países em todo o planeta.

A água tem uma distinção muito merecida na cogeração, pois é um recurso natural e o principal meio de transporte de energia (térmica) nos processos industriais. Podemos listar os principais usos da água nos processos industriais, incluindo a cogeração:
• Diluição matéria prima;
• Refrigeração;
• Geração de vapor;
• Resfriamento;
• Água potável;
• Processo.
Especificamente na cogeração, a água é utilizada na geração de vapor, nas torres de resfriamento através de trocadores de calor, e nos procedimentos de tratamento de água para regeneração de resinas ou limpeza de filtros de membranas.
 
A geração de energia
Atualmente quase 40% de toda a energia elétrica produzida no mundo é feita através da geração de vapor a partir do carvão mineral. Diferente do modelo mundial, no Brasil a energia elétrica é produzida através da água “in natura”, ou seja, através das hidroelétricas que correspondem a aproximadamente 93% da geração total.

Em vários setores industriais, passou-se a utilizar a biomassa como uma fonte nobre de geração de energia, tais como os setores de celulose, sucroalcooleiro e agroindústrias. Resíduos florestais (casca de pinus, eucalipto, acículas) e o bagaço de cana de açúcar deram impulso à cogeração de energia.

Para fazer o melhor uso destes combustíveis na geração de eletricidade, as empresas destes setores passaram a utilizar caldeiras de alta pressão (acima de 85 bar), gerando vapor para as turbinas. O vapor remanescente é utilizado nos processos industriais como agente de aquecimento, ou seja, como transportador de calor.

A escolha do processo de cogeração será definida a partir de balanços de massa e de energia, objetivando o melhor rendimento em cada etapa.

As escolhas que nos referimos são sobre o tipo de turbina que será utilizada na geração de vapor e de energia elétrica:
• Turbina de contrapressão;
• Turbina de contrapressão com extração;
• Turbina de condensação;
• Turbina de condensação com extração.

A escolha recai sobre o rendimento energético e a aplicação do vapor no processo. O rendimento energético inclui o rendimento do combustível, do gerador de vapor, do gerador de eletricidade e da dissipação de calor para a atmosfera. Na  figura abaixo, um ciclo de cogeração com geração de vapor em uma caldeira em uma turbina de contrapressão com extração.  O combustível pode ser gás natural, lixívia, biomassa (madeira, bagaço de cana).

(Por Arno Rothbarth, Meio Filtrante, 01/07/2010)