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Energia Hidrelétrica

No Brasil, devido a sua enorme quantidade de rios, a maior parte da energia elétrica disponível é proveniente de grandes usinas hidrelétricas.

A energia primária de uma hidrelétrica é a energia potencial gravitacional da água contida numa represa elevada.

Antes de se tornar energia elétrica, a energia primária deve ser convertida em energia cinética de rotação.

O dispositivo que realiza essa transformação é a turbina. Ela consiste basicamente em uma roda dotada de pás, que é posta em rápida rotação ao receber a massa de água.

O último elemento dessa cadeia de transformações é o gerador, que converte o movimento rotatório da turbina em energia elétrica.

Energia Hidrelétrica
Usina Hidrelétrica de Itaipu

Um rio não é percorrido pela mesma quantidade de água durante o ano inteiro. Em uma estação chuvosa, é claro, a quantidade de água aumenta. Para aproveitar ao máximo as possibilidades de fornecimento de energia de um rio, deve-se regularizar-se a sua vazão, a fim de que a usina possa funcionar continuamente com toda a potência instalada.

A vazão de água é regularizada pela construção de lagos artificiais. Uma represa, construída de material muito resistente - pedra, terra, freqüentemente cimento armado - , fecha o vale pelo qual corre o rio. As águas param e formam o lago artificial. Dele pode-se tirar água quando o rio está baixo ou mesmo seco, obtendo-se assim uma vazão constante.

A construção de represas quase sempre constitui uma grande empreitada da engenharia civil. Os paredões, de tamanho gigante, devem resistir às extraordinárias forças exercidas pelas águas que ela deve conter. Às vezes, têm que suportar ainda a pressão das paredes rochosas da montanha em que se apoiam.

Para diminuir o efeito das dilatações e contrações devidas às mudanças de temperatura, a construção é feita em diversos blocos, separados por juntas de dilatação. Quando a represa está concluída, em sua massa são colocados termômetros capazes de transmitir a medida da temperatura a distância; eles registram as diferenças de temperatura que se possam verificar entre um ponto e outro do paredão e indicam se há perigo de ocorrerem tensões que provoquem fendas.

Energia Hidrelétrica

A potência

A energia que pode ser fornecida por unidade de tempo chama-se potência, e é medida em watt (W). Como as potências fornecidas pelas usinas hidrelétricas são muito grandes, sempre expressas em milhares de watts, utiliza-se para sua medida um múltiplo dessa unidade, o quilowatt (kW), que equivale a 1.000 W.

A potência de uma fonte de energia elétrica pode ser calculada multiplicando-se a tensão em volts que ela é capaz de fornecer pela corrente em ampères que distribui. Dessa maneira, uma fonte capaz de distribuir 1.000 A com uma tensão de 10.000 V possui uma potência de 10 milhões de watts, ou 10.000 kW.

Uma linha de transmissão, portanto, é capaz de transportar a mesma potência de duas maneiras: com voltagem elevada e corrente de baixa intensidade, ou com voltagem baixa e alta corrente.

Quando a energia elétrica atravessa um condutor, transforma-se parcialmente em calor. Essa perda é tanto maior quanto mais elevada for a intensidade da corrente transportada e maior for a resistência do fio condutor. Assim, seria conveniente efetuar a transmissão da energia elétrica por meio de fios muito grossos, que apresentam menos resistência. Porém, não se pode aumentar excessivamente o diâmetro do condutor, pois isso traria graves problemas de construção e transporte, além de encarecer muito a instalação. Assim, prefere-se usar altos valores de tensão, que vão de 150.000 até 400.000 V.

A energia elétrica produzida nas centrais não é dotada de tensão tão alta. Nos geradores, originalmente, essa energia tem uma tensão de cerca de 10.000 V.

Valores mais altos são inadequadas, porque os geradores deveriam ser construídos com dimensões enormes. Além disso, os geradores possuem partes em movimento e não é possível aumentar arbitrariamente suas dimensões.

A energia elétrica é, pois, produzida a uma tensão relativamente baixa, que em seguida é elevada, para fins de transporte. Ao chegar às vizinhanças dos locais de utilização, a tensão é rebaixada. Essas elevações e abaixamentos são feitos por meio de transformadores.

Energia Hidrelétrica

O gerador

O gerador é um dispositivo que funciona com base nas leis da indução eletromagnética. Em sua forma mais simples, consiste numa espira em forma de retângulo.

Ela fica imersa num campo magnético e gira em torno de um eixo perpendicular às linhas desse campo.

Quando fazemos a espira girar com movimento regular, o fluxo magnético que atravessa sua superfície varia continuamente. Surge assim, na espira, uma corrente induzida periódica. A cada meia volta da espira o sentido da corrente se inverte, por isso ela recebe o nome de corrente alternada.

Energia Hidrelétrica

Fonte: br.geocities.com

Energia Hidrelétrica

Como a energia elétrica é gerada?

A energia elétrica pode ser gerada através de fontes renováveis de energia (a força das águas e dos ventos, o sol e a biomassa), ou não renováveis (combustíveis fósseis e nucleares).

No Brasil, devido ao grande número de rios, a eletricidade é produzida (mais de 90%) por geração hidrelétrica mas é gerada também em termelétricas que utilizam a fissão nuclear, carvão mineral e óleo combustível.

Como a energia elétrica chega aos consumidores?

A energia elétrica é transportada das usinas através das linhas de transmissão existentes em todo o território nacional chegando aos consumidores por redes de distribuição, que são o conjunto de postes, cabos e transformadores que levam a eletricidade até as residências, indústrias, hospitais, escolas, etc.

Quais as fontes alternativas de energia?

Para aumentar a oferta de eletricidade é importante considerar todas as fontes de energia disponíveis.

As fontes convencionais são: energia hidráulica, gás natural, carvão mineral, derivados do petróleo, energia nuclear.

As fontes não convencionais são: energia eólica, solar e de biomassa.

O que é energia de biomassa?

A energia de biomassa é fornecida por matérias de origem vegetal, renováveis em intervalos relativamente curtos de tempo. O quadro das biomassas é bastante amplo, compreendendo a tradicional lenha das florestas naturais, bagaço de cana, madeira cultivada especificamente para fins energéticos, resíduos das indústrias da serraria, aglomerados e celulose, além do biogás, obtido pela decomposição de dejetos.

O que é uma usina hidrelétrica?

Uma usina hidrelétrica pode ser definida como um conjunto de obras e equipamentos cuja finalidade é a geração de energia elétrica, através de aproveitamento do potencial hidráulico existente num rio.

A geração hidrelétrica está associada à vazão do rio, isto é, à quantidade de água disponível em um determinado período de tempo e à altura de sua queda.

Quanto maiores são os volumes de sua queda, maior é seu potencial de aproveitamento na geração de eletricidade. A vazão de um rio depende de suas condições geológicas, como largura, inclinação, tipo de solo, obstáculos e quedas. É determinada ainda pela quantidade de chuvas que o alimentam, o que faz com que sua capacidade de produção de energia varie bastante ao longo do ano.

O potencial hidráulico é proporcionado pela vazão hidráulica e pela concentração dos desníveis existentes ao longo do curso de um rio. Isto pode se dar de uma forma natural, quando o desnível está concentrado numa cachoeira; através de uma barragem, quando pequenos desníveis são concentrados na altura da barragem ou através de desvio do rio de seu leito natural, concentrando-se os pequenos desníveis nesses desvios.

Basicamente, uma usina hidrelétrica compõe-se das seguintes partes: barragem, sistemas de captação e adução de água, casa de força e sistema de restituição de água ao leito natural do rio. Cada parte se constitui em um conjunto de obras e instalações projetadas harmoniosamente para operar eficientemente em conjunto.

Como é produzida energia em hidrelétricas?

Para aproveitar o potencial hidrelétrico de um determinado rio, geralmente interrompe-se seu curso normal através de uma barragem que provoca a formação de um lago artificial chamado reservatório.

A água captada no lago formado pela barragem é conduzida até a casa de força através de canais, túneis e/ou condutos metálicos. Após passar pela turbina hidráulica, na casa de força, a água é restituída ao leito natural do rio, através do canal de fuga.

Dessa forma, a potência hidráulica é transformada em potência mecânica quando a água passa pela turbina, fazendo com que esta gire, e, no gerador, que também gira acoplado mecanicamente à turbina, a potência mecânica é transformada em potência elétrica.

A energia assim gerada é levada através de cabos ou barras condutoras, dos terminais do gerador até o transformador elevador, onde tem sua tensão (voltagem) elevada para adequada condução, através de linhas de transmissão, até os centros de consumo. Daí, através de transformadores abaixadores, a energia tem sua tensão levada a níveis adequados para utilização pelos consumidores.

Como é produzida energia em termelétricas?

A termeletricidade, assim como a hidreletricidade, também é produzida por um gerador e transportada até os locais de consumo por linhas de transmissão. O gerador é impulsionado pela queima de um combustível. Ao queimar, o combustível aquece uma caldeira com água, produzindo vapor com uma pressão tão alta que move as pás de uma turbina, que por sua vez aciona o gerador.

Qualquer produto capaz de gerar calor pode ser usado como combustível, do bagaço de diversas plantas aos restos de madeira.

Os combustíveis mais utilizados são: óleo combustível, óleo diesel, gás natural, urânio enriquecido e o carvão mineral.

O que é energia nuclear?

A energia nuclear provém da fissão nuclear do urânio, do plutônio ou do tório ou da fusão nuclear do hidrogênio. Atualmente utiliza-se quase somente o urânio. O fator básico é que da fissão de um átomo de urânio são produzidos 10 milhões de vezes a energia produzida pela combustão de um átomo de carbono do carvão ou do petróleo.

O Brasil possui a 6ª maior reserva mundial de urânio, assegurando uma excelente reserva e a garantia do suprimento de combustível.

Como é produzida energia em usinas nucleares?

Apesar de sua complexidade tecnológica, o funcionamento de uma usina nuclear é fácil de compreender.

Ela funciona com princípio semelhante ao de uma usina termelétrica: o calor gerado pela combustão do carvão, do óleo ou do gás vaporiza a água em uma caldeira. Este vapor aciona uma turbina, à qual está acoplado um gerador, que produz a energia elétrica.

Na usina nuclear, o calor é produzido pela fissão do urânio no núcleo do reator.

O que é energia eólica?

É a energia dos ventos, como decorrência do movimento das massas de ar. A energia dos ventos é uma abundante fonte de energia renovável, limpa e disponível em todos os lugares. A utilização desta fonte energética para a geração de eletricidade, em escala comercial, teve início há pouco mais de 30 anos e através de conhecimentos da indústria aeronáutica os equipamentos para geração eólica evoluíram rapidamente em termos de idéias e conceitos preliminares para produtos de alta tecnologia.

Existem, atualmente, mais de 30.000 turbinas eólicas de grande porte em operação no mundo, com capacidade instalada da ordem de 13.500 MW.

No Brasil, algumas medidas precisas de vento, realizadas recentemente em diversos pontos do território nacional, indicam a existência de um imenso potencial eólico ainda não explorado. Considerando esse potencial, é possível produzir eletricidade a custos competitivos com centrais termelétricas, nucleares e hidroelétricas.

A capacidade instalada no Brasil é de 20,3 MW, com turbinas eólicas de médio e grande portes conectadas à rede elétrica. Além disso, existem dezenas de turbinas eólicas de pequeno porte funcionando em locais isolados da rede convencional para aplicações diversas - bombeamento, carregamento de baterias, telecomunicações e eletrificação rural.

O que é Sistema de Transmissão?

É um sistema de transporte envolvendo condutores e equipamentos e diferentes distâncias, formas e níveis de tensão. Devido às diferentes localizações geográficas das usinas geradoras e dos centros de carga, esse sistema faz a interligação entre as usinas e os consumidores para que a energia elétrica produzida possa ser utilizada.

Qual o impacto ambiental causado pelas diversas usinas?

Todas as formas de geração de energia elétrica provocam interferências no meio ambiente sendo umas mais que outras.

As usinas hidrelétricas provocam vários impactos ambientais, como a inundação de áreas (destruindo a flora e a fauna), interferência no curso natural dos rios e nos seu ciclos (devido ao represamento e controle das águas) e deslocamento de populações.

As linhas de transmissão também produzem impactos ambientais, embora de dimensão bastante inferior aos das usinas de geração.

Até mesmo as energias solar e eólica causam impacto ambiental: a primeira exige um processo de mineração poluidor para extração do minério utilizado na fabricação da célula fotovoltaica. A segunda causa ruídos elevados nas proximidades dos geradores eólicos e ambas, além de deslocar a fauna e flora locais, ocupam espaços que poderiam dar lugar a outras atividades.

O que é Watt-hora?

Para cada forma de energia foi estabelecida uma medida. No caso da energia elétrica estabeleceu-se o Watt-hora (Wh).

Para descrever seus múltiplos utiliza-se palavras gregas:

K (kilo)= mil =>KWh M (mega)= milhão =>MWh G (giga)= bilhão =>GWh T (tera)= trilhão =>TWh

O que é o Horário de Verão?

É uma medida implantada com o objetivo de reduzir o consumo de energia e diminuir a demanda no horário de pico do consumo, através do melhor aproveitamento da luz solar. O Horário de Verão, permite uma economia de energia da ordem de 1% e na demanda, no horário de pico, de 3,5 a 5%.

No Horário de Verão, os relógios são adiantados em 1 hora. Com isso, passamos a ter os dias mais longos e há um natural deslocamento de carga no horário de ponta, diminuindo o pico da demanda. Nas grande cidades, as pessoas começam a chegar em casa por volta de 18 horas, ou seja, no início da noite. Chegando em casa a pessoa liga a luz elétrica interna. Nessa mesma hora, entra em operação a iluminação pública, placas de luminosos comerciais, e as indústrias continuam o trabalho. Com o horário de verão, as cargas de iluminação pública e das residências passam a entrar após 19 horas, quando o consumo industrial começa a cair. Com isso há a redução na carga nesse horário.

Qual o papel do ONS no setor elétrico?

O Operador Nacional do Sistema Elétrico é uma entidade privada criada em 26 de agosto de 1998, responsável pela coordenação e controle da operação das instalações de geração e transmissão de energia elétrica nos sistemas interligados brasileiros. O ONS é uma associação civil, cujos integrantes são as empresas de geração, transmissão, distribuição, importadores e exportadores de energia elétrica e consumidores livres, tendo o Ministério de Minas e Energia como membro participante com poder de veto em questões que conflitem com as diretrizes e políticas governamentais para o setor. Também tomam parte nessa associação os Conselhos de Consumidores.

Quais os benefícios resultantes da ação do ONS para a sociedade?

Reduz os riscos de falta de energia elétrica.

Contribui para a ampliação do serviço de eletricidade alavancando recursos para investimentos pelas empresas.

Contribui para a redução do custo Brasil aumentando a competitividade em todas as atividades econômicas em que a energia elétrica seja insumo relevante.

Fonte: www.ons.org.br

Energia Hidrelétrica

Energia Hidráulica

A água

A água possui grande importância na vida, haja visto seus múltiplos usos, bebida, cocção, higiene, agricultura, pecuária, lazer, navegação e geração de eletricidade. Portanto, cabe ao homem utiliza-la de forma consciente evitando que as próximas gerações enfrentem a escassez deste recurso.

A água ocupa cerca de três quartos da superfície da Terra: dos 510 milhões de km2 da superfície do globo 365 milhões de km2 são ocupados pela água, enquanto os continentes ocupam somente 145 milhões de km2.

De toda água existente no planeta 97,3% é água salgada, ou seja, imprópria para o consumo, 2,15% encontra-se nas geleiras e apenas 0,6 % é água doce. De toda água doce 98,5% é água subterrânea e 1,5% se encontram nos rios e lagos, como mostra a figura 1.


Distribuição da água no planeta
Passe o mouse sobre a seta para ver as informações

A distribuição da água no planeta é desigual, pois há regiões com abundância de água e outras com grande escassez. Conseqüentemente, os primeiros grupos humanos procuraram habitar regiões com chuva suficiente ou próximos de rios garantindo, assim, sua sobrevivência.

Com o rápido crescimento da população e com as exigências de maior conforto, a água foi sendo usada de forma inconsciente, isto é, com grandes desperdícios.

Por isso, é importante conhecer a melhor maneira de preserva-la, principalmente nas nascentes, além dos cuidados com sua captação, transporte e distribuição.

Energia Hidráulica

O uso da energia hidráulica foi uma das primeiras formas de substituição do trabalho animal pelo mecânico, particularmente para bombeamento de água e moagem de grãos.

Tinha a seu favor, para tanto, as seguintes características: disponibilidade de recursos, facilidade de aproveitamento e, principalmente, seu caráter renovável.

A energia hidráulica resulta da irradiação solar e da energia potencial gravitacional, que provocam a evaporação, condensação e precipitação da água sobre a superfície terrestre, é a energia existente na água e que em determinadas condições de vazão e altura de queda, pode ser usada para movimentar maquinas.

Assim, a energia hidráulica é convertida em energia mecânica.. Ao contrário das demais fontes renováveis, representa uma parcela significativa da matriz energética mundial e possui tecnologias de aproveitamento devidamente consolidadas. Atualmente, é a principal fonte geradora de energia elétrica para diversos países e responde por cerca de 17% de toda a eletricidade gerada no mundo.

No Brasil, água e energia têm uma histórica interdependência. A contribuição da energia hidráulica ao desenvolvimento econômico do País tem sido expressiva, seja no atendimento das diversas demandas da economia - atividades industriais, agrícolas, comerciais e de serviços - ou da própria sociedade, seja na melhoria do conforto das habitações e da qualidade de vida das pessoas. Também desempenha papel importante na integração e no desenvolvimento de regiões distantes dos grandes centros urbanos e industriais.

A contribuição da energia hidráulica na matriz energética nacional, é da ordem de 79 % de toda a energia elétrica gerada no País. Apesar da tendência de aumento de outras fontes, devido a restrições socioeconômicas e ambientais de projetos hidrelétricos e aos avanços tecnológicos no aproveitamento de fontes não-convencionais, tudo indica que a energia hidráulica continuará sendo, por muitos anos, a principal fonte geradora de energia elétrica do Brasil. Embora os maiores potenciais remanescentes estejam localizados em regiões com fortes restrições ambientais e distantes dos principais centros consumidores, estima-se que, nos próximos anos, pelo menos 50% da necessidade de expansão da capacidade de geração seja de origem hídrica.

As políticas de estímulo à geração descentralizada de energia elétrica promovem uma crescente participação de fontes alternativas na matriz energética nacional, e nesse contexto, as pequenas centrais hidrelétricas terão certamente um papel importante a desempenhar.

Vazão

É a relação do volume de água medida em litros ou metros cúbicos pelo tempo em segundos, minutos ou horas, necessários para encher um reservatório como: tanque, tambor, caixa d´agua, etc.

A vazão é representada pela letra Q e pode ser calculada através da formula:

Q = v/t

onde:

Q = Vazão em metros cúbicos por segundo

v = Volume do reservatório

t = tempo

Esta definição de vazão se aplica a qualquer fluxo de água. Para se medir a vazão basta se utilizar uma mangueira conectada a um funil, um reservatório de um litro e um relógio ou cronômetro. Em seguida, marca-se o tempo que a água leva para preencher o reservatório. Para encontrar a vazão basta dividir o volume pelo tempo gasto para preencher o reservatório.

Em qualquer estudo para implementação de uma usina a medição da vazão é fundamental para se dimensionar o potencial da planta.

Altura de queda d’água local

Ao utilizar a energia hidráulica do rio, no acionamento de máquinas para bombeamento ou geração de eletricidade, é importante verificar se há uma diferença entre a altura do ponto de captação da água e o local onde será instalado o equipamento hidráulico. Essa altura é definida como altura de queda [H] .

Máquinas acionadas pela água

A energia proveniente dos cursos d’água, pode ser aproveitada para acionar vários tipos de máquinas que desempenham diferentes funções, tais como:

Monjolo - máquina usada na moagem dos grãos similar ao pilão;
Carneiro hidráulico -
máquina que funciona como uma bomba;
Roda d’água -
máquina usada para bombear água e, também, para gerar energia elétrica em pequena quantidade; e
Turbina hidráulica -
máquina usada em centrais hidrelétricas e que acoplada a um gerador transforma a energia mecânica em elétrica.

Para aciona-las é necessário realizar estudos técnicos para a criação de reservatórios ou pequenos canais com a finalidade de acumular e desviar parte da água dos rios.

Monjolo

O monjolo é simples de construir, pois pode ser feito com tronco de madeira.

Deve ser colocado num local onde exista altura de queda suficiente para instalar uma calha, cuja função é captar e desviar parte do fluxo de água para dentro de uma caçamba que funciona como um reservatório.

Na medida que este reservatório é preenchido, o peso da água vence o peso do tronco fazendo levantar a outra extremidade. Neste momento, parte da água é jogada fora e como o peso da água restante no reservatório é menor do que o peso do tronco, o mesmo retorna a posição inicial com força suficiente para moagem dos grãos que estarão dentro de um pilão

Carneiro Hidráulico

O carneiro hidráulico é uma máquina de baixo custo, usada para bombear pequena quantidade de água. Apresenta facilidade de uso e tem pouca manutenção.

Para funcioná-lo não há necessidade de energia elétrica ou qualquer combustível, pois utiliza como energia a própria queda d’água.

As únicas peças que podem sofrer desgastes com o tempo são: a válvula de impulso e de recalque devendo ser trocadas.

É capaz de aproveitar o efeito que decorre da interrupção rápida do movimento da água, em uma dada direção. Com esta interrupção, ocorre um aumento da pressão dentro da máquina sendo suficiente para abrir a válvula de recalque, pela qual parte da água é transportada por uma mangueira até um reservatório localizado acima do carneiro hidráulico.

Roda d’ água

O uso das rodas d’água é muito antigo. Data-se que em 2.000 a.C, no Egito, já era utilizada para bombeamento. A princípio tinha a estrutura feita de madeira rústica e baldes presos a essa estrutura formando as caçambas. Com o avanço da tecnologia essa estrutura foi aperfeiçoada até chegar nos modelos atuais.

O funcionamento se dá por causa de um desvio do fluxo de água local que é levado até a roda. Para fazer esse desvio pode-se usar tubo de PVC, chapas de aço galvanizado, calha de madeira ou alvenaria com altura de 10 a 20cm do topo da roda para que a água ao cair sobre as pás possibilite seu giro.

A velocidade de rotação é muito baixa, isto é, de 1 a 40 giros por minuto, mas mesmo assim pode ser utilizada para movimentar moinhos, serrarias; gerar eletricidade (100 a 3000 Watts) e bombear água a um reservatório.

Deve ser instalada sobre uma base de madeira, tijolo ou concreto e bem nivelada para que tenha um bom funcionamento.

Turbinas Hidráulicas

Nas centrais hidrelétricas os grupos geradores são constituídos pelo conjunto de turbina (rotor mais caixa espiral), regulador de velocidade ou de carga e gerador. As turbinas são caracterizadas por diferentes tipos de rotores.

As turbinas são especificadas em função da potência elétrica a ser gerada, podendo ter eixo horizontal para pequenas potências ou eixo vertical para potências elevadas.

Em microcentrais hidrelétricas, as turbinas hidráulicas utilizadas são construídas geralmente com eixo horizontal. Dependendo das condições locais de vazão e altura de queda, uma turbina pode mais eficiente que a outra. Assim, torna-se necessário avaliar tecnicamente e economicamente a melhor opção.(* incluir linkTurbinas)

Potencial Hidrelétrico Brasileiro

O valor do potencial hidrelétrico brasileiro é composto pela soma da parcela estimada (remanescente + individualizada) com a inventariada.

O potencial estimado é resultante da somatória dos estudos:

De potencial remanescente - resultado de estimativa realizada em escritório,a partir de dados existentes - sem qualquer levantamento complementar - considerando-se um trecho de um curso d’água, via de regra situado na cabeceira, sem determinar o local de implantação do aproveitamento;
Individualizados -
resultado de estimativa realizada em escritório para um determinado local, a partir de dados existentes ou levantamentos expeditos, sem qualquer levantamento detalhado. A parcela inventariada inclui usinas em diferentes níveis de estudos - inventário, viabilidade e projeto básico - além de aproveitamentos em construção e operação (ELETROBRÁS, 2004). O potencial inventariado é resultante da somatória dos aproveitamentos:
Apenas em inventário -
resultado de estudo da bacia hidrográfica, realizado para a determinação do seu potencial hidrelétrico, mediante a escolha da melhor alternativa de divisão de queda, que constitui o conjunto de aproveitamentos compatíveis, entre si e com projetos desenvolvidos, de forma a se obter uma avaliação da energia disponível, dos impactos ambientais e dos custos de implantação dos empreendimentos;
Com estudo de viabilidade -
resultado da concepção global do aproveitamento, considerada sua otimização técnico-econômica, de modo a permitir a elaboração dos documentos para licitação. Esse estudo compreende o dimensionamento das estruturas principais e das obras de infra-estrutura local e a definição da respectiva área de influência, do uso múltiplo da água e dos efeitos sobre o meio ambiente
Com projeto básico -
aproveitamento detalhado e em profundidade, com orçamento definido, que permita a elaboração dos documentos de licitação das obras civis e do fornecimento dos equipamentos eletromecânicos;
Em construção -
aproveitamento que teve suas obras iniciadas, sem nenhuma unidade geradora em operação; e
Em operação -
os empreendimentos em operação constituem a capacidade instalada.

Os aproveitamentos somente são considerados para fins estatísticos nos estágios "inventário", "viabilidade" ou "projeto básico", se os respectivos estudos tiverem sido aprovados pelo poder concedente.

O potencial hidrelétrico brasileiro situa-se ao redor de 260 GW. Contudo apenas 68% desse potencial foi inventariado . Entre as bacias com maior potencial destacam-se as do Rio Amazonas e do Rio Paraná. Na Bacia do Amazonas, destaca-se a sub-bacia do Rio Xingu, com 12,7% do potencial inventariado no País.

Outras sub-bacias do Amazonas, cujos potenciais estimados são consideráveis, são a do Rio Tapajós , a do Rio Madeira e a do Rio Negro . Na Bacia do Tocantins, destaca-se a sub-bacia do Rio Itacaiunas e outros, com 6,1% do potencial brasileiro inventariado. Na Bacia do São Francisco, o destaque vai para a sub-bacia do Rio Moxotó e Outros, que representa 9,9% do potencial inventariado. Na Bacia do Paraná, existem várias sub-bacias com grandes potenciais, entre elas a Paraná, Paranapanema e outros, com 8,1% do potencial hidrelétrico inventariado no País.

Capacidade Instalada

Em termos absolutos, os cinco maiores produtores de energia hidrelétrica no mundo são Canadá, China, Brasil, Estados Unidos e Rússia, respectivamente. Em 2001, esses países foram responsáveis por quase 50% de toda a produção mundial de energia hidrelétrica (AIE, 2003).

Pouco menos de 60% da capacidade hidrelétrica instalada no Brasil está na Bacia do Rio Paraná. Outras bacias importantes são a do SãoFrancisco e a do Tocantins, com 16% e 12%, respectivamente, da capacidade instalada no País. As bacias com menor potência instalada são as do Atlântico Norte/Nordeste e Amazonas, que somam apenas 1,5% da capacidade instalada no Brasil.

Na Bacia do Paraná, destacam-se as sub-bacias do Rio Paranaíba, Rio Grande, Rio Paranapanema e Rio Iguaçu, com índices que variam de 10,1% a 13,2% da capacidade instalada no País. Na Bacia do São Francisco, destaca-se a sub-bacia dos rios São Francisco, Moxotó e outros, onde estão localizadas as usinas hidrelétricas de Xingó e Paulo Afonso IV, que somam juntas 5.460 MW de potência instalada. Na Bacia do Tocantins, destaca-se a sub-bacia Rio Tocantins, Itacaiúnas e Outros, onde se localiza a Usina Hidrelétrica de Tucuruí, cuja capacidade instalada poderá ser duplicada num futuro próximo.

Fonte: www.cerpch.unifei.edu.br

Energia Hidrelétrica

A energia hidráulica é uma valiosa fonte de energia.A água usada como fonte de energia, não tem sua utilidade esgotada. O constante fluxo de água na Terra pode ser aproveitado na geração de energia mecânica e elétrica.

Os primeiros dispositivos destinados ao aproveitamento da energia hidráulica foram rodas montadas numa estrutura colocada sobre um rio. Pás fixadas em torno da parte externa das rodas mergulhavam no rio, e a água, ao atingir as pás, fazia girarem as rodas. Os antigos romanos ligaram estas rodas-d'água a mós e usaram a energia para moer grãos.

Durante a Revolução Industrial, grandes rodas-d'água foram usadas para mover máquinas nas fábricas. Todavia, a energia não era constante. O aumento do volume das águas gerava mais energia do que o necessário, e as secas deixavam as fábricas sem energia. Por volta do final do séc. XIX, o motor a vapor havia tomado o lugar da energia hidráulica na maioria das fábricas.

Energia Hidrelétrica
Usina Hidrelétrica

A primeira usina movida a água para a geração de eletricidade foi construída nos EUA, em 1882. Essa usina hidrelétrica transformou a energia hidráulica numa importante fonte de eletricidade.

A mecânica da energia hidráulica

A água não pode gerar energia a menos que esteja fluindo de cima para baixo. O homem usa os efeitos da gravidade, que puxa a água para baixo, ao aproveitar a água para a produção de energia.

Mas é preciso usar um sistema mecânico para transformar em energia útil a força de uma queda-d'água, sendo que nenhum sistema mecânico é capaz de aproveitar toda a energia potencial. A energia que o sistema mecânico desenvolve é calculada multiplicando-se a energia potencial da queda-d'água pela porcentagem potencial que se usa.

Como funciona a hidrelétrica

A construção de uma usina hidroelétrica envolve muitos aspectos principalmente os da natureza, ela deve ser construída no encontro de vários rios e o relevo influencia bastante, há necessidade de desníveis para a água adquirir mais velocidade. É construída então uma barragem para que a água seja represada, esta deve ter uma grande altura para a água adquirir mais velocidade durante a queda, girando as turbinas que por sua vez produzirá eletricidade.

A produção de energia elétrica ocorre da seguinte forma:

A água que sai do reservatório é conduzida com muita pressão através de enormes tubos até a casa de força, onde estão instaladas as turbinas e os geradores que produzem eletricidade. A turbina é formada por uma série de pás ligadas a um eixo, que é ligado ao gerador.

Energia Hidrelétrica
Diagrama de um gerador de uma usina que utiliza da energia hidráulica

A pressão da água sobre essas pás produz um movimento giratório do eixo da turbina.

O gerador é um equipamento composto por um imã e um fio bobinado.

O movimento do eixo da turbina produz um campo eletromagnético dentro do gerador, produzindo a eletricidade.

A eletricidade será transportada até nossas casas, mas primeiro ela passa por um transformador que aumenta sua voltagem, facilitando sua movimentação.

Quando ela chega nas cidades um outro transformador reduz a energia de volta ao nível adequado para os aparelhos que usamos.

Energia Hidrelétrica

Principais hidrelétricas

Os Estados Unidos continuam sendo o maior produtor mundial, com uma produção de mais de 300 TWh, seguidos pelo Canadá (mais de 250 TWh) (Esses dois países possuem algumas das mais importantes usinas hidrelétricas, com capacidades de produção muito variadas (condicionadas pelo débito e pela altura da queda), atingindo de algumas centenas a vários bilhões de KWh.

PRÓ: é uma fonte de energia renovável, que produz eletricidade de forma limpa, não poluente e barata.
CONTRA:
exigem grande investimento inicial na construção de barragens. Podem ter a operação prejudicadas pela falta de chuvas.

Fonte: www.cei.santacruz.g12.br

Energia Hidrelétrica

Energia Hídrica

O que ?

É a energia proveniente do movimento das águas. Ela é produzida por meio do aproveitamento do potencial hidráulico existente num rio, utilizando desníveis naturais, como quedas de água, ou artificiais, produzidos pelo desvio do curso original do rio.

Origem

Normalmente constroem-se diques que represam o curso da água, acumulando-a num reservatório a que se chama barragem. Esse tipo de usina hidráulica é denominado Usina com Reservatório de Acumulação. Em outros casos, existem diques que não param o curso natural da água, mas a obrigam a passar pela turbina de forma a produzir eletricidade, denominando-se Usinas a Fio de Água.

Quando se abrem as comportas da barragem, a água presa passa pelas lâminas da turbina fazendo-a girar. A partir do movimento de rotação da turbina o processo repete-se, ou seja, o gerador ligado à turbina transforma a energia mecânica em eletricidade.

A energia elétrica gerada é levada através de cabos ou barras condutoras dos terminais do gerador até o transformador elevador, onde tem sua tensão (voltagem) elevada para adequada condução, através de linhas de transmissão, até os centros de consumo. Desta forma, através de transformadores abaixadores, a energia tem sua tensão levada a níveis adequados para o consumo.

Água e Meio Ambiente

As características físicas e geográficas do Brasil foram determinadas para implantação de um parque gerador de energia elétrica de base predominantemente hídrica.

O Brasil é um país privilegiado em recursos hídricos, e altamente dependente da energia hídrica, cerca de 95% da energia elétrica brasileira provém de rios.

O Brasil detém 15% das reservas mundiais de água doce disponível, porém só utiliza um quarto de seu potencial. E para alcançar a totalidade do potencial hídrico, seria necessário explorar o potencial da Amazônia.

A energia de origem hídrica é hoje a segunda maior fonte de eletricidade no mundo.

CONSTRUÇÃO DE RESERVATÓRIOS E SEUS IMPACTOS

As principais bacias hidrográficas do Brasil foram reguladas pela construção de reservatório, os quais isoladamente ou em cascata, constituem um importante impacto qualitativo e quantitativo nos principais ecossistemas de águas interiores.

Os reservatórios de grande porte ou pequeno porte são utilizados para inúmeras finalidades: hidroeletricidade, reserva de água para irrigação, reserva de água potável, produção de biomassa (cultivo de peixes e pesca intensiva), transporte (hidrovias) recreação e turismo.

Inicialmente, a construção de hidrelétricas e a reserva de água para diversos fins foi o principal propósito. Nos últimos vinte anos, os usos múltiplos desses sistemas diversificaram-se, ampliando a importância econômica e social desses ecossistemas artificiais e, ao mesmo tempo, produzindo e introduzindo novas complexidades no seu funcionamento e impactos.

Esta grande cadeia de reservatórios tem, portanto, um enorme significado econômico, ecológico, hidrológico e social; em muitas regiões do País esses ecossistemas foram utilizados como base para o desenvolvimento regional. Em alguns projetos houve planejamento inicial e uma preocupação com a inserção regional; em outros casos, este planejamento foi pouco desenvolvido.

Entretanto, devido à pressões por usos múltiplos, estudos intensivos foram realizados com a finalidade de ampliar as informações existentes e promover uma base de dados adequada que sirva como plataforma para futuros desenvolvimentos.

Os impactos da construção de represas são relativamente bem documentados para muitas bacias hidrográficas. Estes impactos estão relacionados ao tamanho, volume, tempo de retenção do reservatório, localização geográfica e localização no continuum do rio.

Os principais impactos detectados são:

Inundação de áreas agricultáveis
Perda de vegetação e da fauna terrestres
Interferência na migração dos peixes
Mudanças hidrológicas a jusante da represa
Alterações na fauna do rio
Interferências no transporte de sedimentos
Aumento da distribuição geográfica de doenças de veiculação hídrica
Perdas de heranças históricas e culturais, alterações em atividades econômicas e usos tradicionais da terra
Problemas de saúde pública, devido à deterioração ambiental
Problemas geofísicos devido à acumulação de água foram detectados em alguns reservatórios
Perda da biodiversidade, terrestre e aquática
Efeitos sociais por realocação

Todas estas alterações podem resultar de efeitos diretos ou indiretos.

Reservatórios em cascata como os construídos nos rios Tietê, Grande, Paranapanema e São Francisco, produzem efeitos e impactos cumulativos, transformando inteiramente as condições biogeofísicas, econômicas e sociais de todo o rio.

Nem todos os efeitos da construção de reservatórios são negativos.

Deve-se considerar também muitos efeitos positivos como:

Produção de energia: hidroeletricidade
Retenção de água regionalmente
Aumento do potencial de água potável e de recursos hídricos reservados
Criação de possibilidades de recreação e turismo
Aumento do potencial de irrigação
Aumento e melhoria da navegação e transporte
Aumento da produção de peixes e na possibilidade de aqüicultura
Regulação do fluxo e inundações
Aumento das possibilidades de trabalho para a população local.

Inventário do Potencial Hidrelétrico

A natureza dotou cada região do planeta com um número diferente de opções energéticas. Além disso, criou o desafio para descobrí-las, avaliar o volume, desenvolver técnicas para seu uso e empregar todo o seu potencial de utilização econômica.

O conhecimento dos recursos e reservas energéticas é fundamental para se planejar o desenvolvimento nacional.

A cada ano, novas jazidas e novas tecnologias de aproveitamento de reservas energéticas são descobertas. Estas fazem com que o volume total calculado dos recursos e reservas energéticas nacionais seja acrescido.

As fontes primárias foram classificadas, no território brasileiro, em convencionais (térmicas e hidrelétricas) e não-convencionais.

No horizonte dos próximos 20 anos, a termeletricidade poderá ter uma participação de 10 a 15% nas fontes de energia elétrica, considerando que 35% do potencial hidrelétrico brasileiro situa-se na amazônia, longe dos maiores centros consumidores: Sul e Sudeste.

Não poderíamos falar em potencial hídrico brasileiro sem considerar a hidrografia.

Os fatores que favorecem ou dificultam os aproveitamentos hidrelétricos, que têm especial interesse nas análises, são a diferença de nível ou altura de queda e vazão ou descarga (volume de água médio anual por unidade de tempo: m3/s). (* MÜLLER, A. C.. Hidrelétricas, meio ambiente e desenvolvimento. São Paulo: Makron Books, 1995).

Hidrografia Brasileira

De acordo com o perfil longitudinal, pode-se encontrar rios brasileiros com características predominantes de planície e de planalto. Como representantes exemplares dos rios de planície temos o Amazonas, o Paraguai e na baixada maranhense, o Parnaíba. Todos esses rios são navegáveis em longas extensões, ainda que este recurso não esteja sendo plenamente explorado.

Outros grandes rios são conhecidos pela declividade dos terrenos que drenam e enquadram-se entre os rios de planalto. Esses rios têm um perfil importante na avaliação do potencial hidrelétrico. Destacam-se, nesses, o rio Paraná e seus principais afluentes, Parnaíba, Grande, Tietê, Paranapanema e Iguacú, com desnível das cabeceiras até o pé da barragem de Itaipu; o Tocantins e seu afluente Araguaia, que desce das cabeceiras à foz; o rio Uruguai e seus afluentes de curso perene, com desnível até Paulo Afonso.

O rio Amazonas tem a mais vasta bacia hidrográfica do planeta, com cerca de 6.315.000 km2, a maior parte do território brasileiro (3.984.000 km2, da ordem de 63,1%).

O amazonas e todos os seus afluentes têm uma vazão média anual calculada em 250 mil m3/s, para um potencial hidrelétrico da ordem de 54.117.217 kW/ano. Comparativamente, o rio Paraná, cuja vazão em Itaipu, é 1,8 vez menor em potencial do Amazonas.

A maior parte da capacidade hidrelétrica brasileira foi inventariada, somando-se a energia hidrelétrica que já vem sendo gerada à que se espera obter nos empreendiemntos em construção e à que poderiam gerar os aproveitamentos estudados no projeto básico. Cálculos precisos permitem referenciar o montante estimado dos demais recursos hídricos ainda não prospeccionados com maior rigor.

Usinas e Reservatórios Brasileiros

Não somente razões técnicas que definem o porte das barragens. A decisão por uma grande, média ou pequena barragem depende do volume do corpo d`água, suas características topo-altimétricas e de uma gama de considerações, com as necessidades do mercado e oportunidades econômicas, aspectos políticos, avaliações de ordem social e das fragilidades ambientais das localidades+ ao máximo aproveitamento do potencial de um curso d`água.

Algumas vezes são usos conciliados que estabelecem a cota máxima da elevação das águas: as barragens destinadas à navegação e de apoio a esta, ou cujo fim é a regularização da vazão e controle de cheias, ou irrigação, aqüicultura e muitos outros casos.

Na maioria da vezes, os custos são os fatores restritivos. Esses custos são tanto os da obra, diretos, como os indiretos e associados, relativos aos aspectos socioambientais, de implantação de usos múltiplos e promoção do desenvolvimento regional, por exemplo.

As diferenças socioambientais entre as pequenas e grandes barragens, no fundo, serão na escala e na intensidade de impactos causados sobre o ecossistema primitivo. Quanto maior o vulto da obra hidráulica construída, tanto maior a modificação das condições naturais anteriores. Essas modificações têm sua maior expressão durante a formação do reservatório, mas não se restringem a esse período em somente à área física alagada.

Impactos e Problemas

Por muito tempo a energia hídrica foi considerada uma fonte limpa de energia. No entanto, ela acarreta uma série de conseqüências sócio-ambientais em função do alagamento de grandes áreas.

Construir uma barragem pode implicar em remover cidades inteiras, desalojar pessoas, capturar animais, acabar com florestas e sítios históricos, que ficarão submersos. Após os impactos iniciais, a energia seria limpa, mas a decomposição da biomassa inundada emite gás metano e polui a água com o excesso de matéria orgânica, em algumas usinas. O desmatamento antecipado da área a ser inundada pode evitar esses tipos de impactos.

Além disso, a construção de uma barragem é mais cara que algumas energias e muito demorada. Muitas vezes o curso natural do rio é alterado em função das áreas a serem alagadas, causando interferência nos ciclos naturais, reprodução e dispersão de peixes e outros animais aquáticos.

Atualmente, o impacto da construção de usinas tem sido cada vez mais fiscalizado por organizações não governamentais, associações de populações desalojadas e pela sociedade como um todo. Como conseqüência, muitos projetos de usinas estão atrasados por falta de licenciamento ambiental.

Com o iminente racionamento de energia no Brasil, o governo terá que modificar algumas regras em relação aos empreendimentos hidroelétricos para que não hajam prejuízos maiores à sociedade.

Fonte: www.fcmc.es.gov.br

Energia Hidrelétrica

Energia Hidráulica

Fonte

Força da água em movimento.

Viabilidade econômica

A produção de uma usina hidrelétrica é muito cara, mas a fonte é constantemente renovada, ou seja, como a fonte da energia mecânica que se converterá em elétrica é a água de uma represa, não há risco dessa estar em falta. Além disso, a grande quantidade de energia produzida compensa.

Espectro de utilização

Represas que tenham, em algum ponto, um grande desnível, para que possam se instalar nesse desnível as grandes turbinas que convertem a energia mecânica em energia elétrica. É usada em países que não dispõe de grandes reservas de petróleo, carvão ou gás.

O Brasil

Essa é a forma de energia mais utilizada no Brasil, que é quase totalmente abastecido por suas várias usinas hidrelétricas, como a maior do mundo, a usina de Itaipu, no Rio Paraná.

Energia Hidrelétrica

A Usina Hidroelétrica de Itaipu , construída em sociedade pelo Brasil e pelo Paraguai, é a maior hidroelétrica do mundo, e supre 20% da necessidade de energia do Brasil

Impactos ambientais

São grandes, com grande desmatamento, que mata a flora e atrapalha a fauna. Além disso, desvia o leito dos rios.

Fonte: orbita.starmedia.com

Energia Hidrelétrica

A água só pode ser explorada para produção de eletricidade a partir do surgimento do motor.

Quando desce da montanha ou do lago, a corrente impulsiona as turbinas encarregadas de movimentar o motor, a fim de produzir eletricidade. A energia hídrica constitui uma das quatro fontes de energia mais importantes do mundo, juntamente com o petróleo, o carvão e o gás natural. A energia hídrica foi considerada uma fonte limpa de energia, pois não emite poluentes.

Segundo as condições geológicas, dividem-se em três tipos de centrais: centrais com barragens, com diques e água direccionada e de tipo misto que não obstruem o curso natural da água, mas com estruturas diferentes.

Energia Hidrelétrica

Hoje em dia, podemos ver grandes barragens no mundo. Segundo dados existentes, há mais de 45 mil grandes centrais hidroeléctricas, além de milhões de outras mais pequenas.

A reserva de energia hídrica chega a 5 biliões de kW, dos quais, 680 milhões de kW na China, a número um do mundo. Porém, na China, apenas 28% dos seus recursos hídricos estão a ser explorados. Por isso, a China tem grande espaço para explorar esses recursos. A central hidroeléctrica das "Três Gargantas do Rio Yangtsé", construída durante 18 anos e com investimento de 200 biliões de yuans, será a maior do mundo e deverá gerar 84 biliões de kW por ano. Por isso, a exploração hidroeléctrica na China será mais prestigiada pelo governo.

A construção de grandes centrais trará mudanças hidrográficas. Ao mesmo tempo, terá impacto no ecossistema fluvial e terrestre.

A energia hídrica, como parte do setor energético, representa um contributo para a sociedade. Com o progresso científico, a energia hídrica, limpa e renovável, poderá ser mais explorada pela humanidade

Fonte: www.gdse.gov.mo

Energia Hidrelétrica

Energia Hidráulica

A utilização da energia cinética e potencial das águas, pela Humanidade a tempos imemoriais, já que desde sempre se instalaram variados dispositivos nas margens e nos leitos dos rios.

Foi, porém, no século XIX que o aproveitamento dessa forma de energia se tornou mais atraente do ponto de vista econômico pois, com a invenção dos grupos turbinas-geradores de energia elétrica e a possibilidade do transporte de eletricidade a grandes distâncias, se conseguiu obter um elevado rendimento econômico desse aproveitamento.

A água é um fonte tradicional de energia

A roda d’água horizontal - com uma potência de cerca de 0,3kW - surgiu, aproximadamente, no século 1. Por volta do século 4, a roda d´água vertical conseguiu aumentar a potência até cerca de 2kW. As rodas d´água eram usadas, principalmente, para moer cereais. Por volta do século 16, a roda d´água era a máquina mais importante e desempenhou um papel fundamental na industrialização da Europa. No século 17, a potência das rodas d´água já atingira níveis bastante elevados.

A partir das rodas d´água, essencialmente máquinas de conversão da energia hidráulica em energia hidráulica em energia mecânica, foram desenvolvidas posteriormente as usinas hidroelétricas. Um terço da energia elétrica do mundo é produzida por meios hidroelétricos. A seguir, serão descritas essas duas formas de conversão da energia proveniente do uso direto da água.

CONVERSÃO HIDROMECÂNICA

Podemos converter energia hidráulica em energia mecânica através da roda d´água. Existem rodas horizontais e verticais. A água, ao incidir sobre as pás de uma roda, exerce uma força que a move. O eixo da roda é ligado a um conjunto de engrenagens que move algum tipo de mecanismo como a moenda de cereais, de tecelagem, de serragem, de carga etc. O sistema de engrenagens serve para modificar a potência transmitida ou a velocidade do mecanismo final.

Devido a um desnível h, a água que desce por um ducto tem sua energia potencial, U = mgh, convertida em energia cinética, K = mv2/2, que, por sua vez, é convertida em energia rotacional da roda. Assim, efetivamente, ocorre a conversão da energia potencial da água em energia cinética rotacional da roda. Existem situações em que não há um desnível, mas a água possui energia cinética suficiente para girar rodas, resultando também em conversão hidromecânica. Devido a dissipações resultantes do atrito entre as componentes do sistema, a energia rotacional não é exatamente igual a mgh, mas menor. As atuais turbinas são rodas modificadas de modo a aumentar a eficiência da máquina. Hoje em dia, as turbinas hidráulicas chegam a ter uma eficiência de 95%, isto é, 95% da energia hidráulica é convertida em energia mecânica.

CONVERSÃO HIDROELÉTRICA

A conversão da energia hidráulica em elétrica é feita em duas etapas: na primeira, a energia hidráulica é transformada em energia mecânica rotacional da turbina, e na Segunda, ocorre a conversão mecanoelétrica, isto é, essa energia mecânica é convertida em energia elétrica. A corrente e a voltagem geradas por uma usina são transmitidas e distribuídas por sistemas constituídos por grandes extensões de cabos, suportados por altas torres, pois, em geral, as usinas estão situadas em regiões relativamente afastadas dos centros consumidores.

A transformação da energia mecânica em energia elétrica se baseia no fenômeno de indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday em 1.831. Uma espira condutora colocada no campo magnético à B de um ímã permanente gira em torno de um eixo perpendicular a à B. Esse movimento provoca uma variação senoidal do fluxo de à B com o tempo através da espira, e conseqüentemente, uma corrente alternada AC é induzida nela. Se forem ligados dois fios aos extremos da espira, aparecerá uma tensão alternada entre eles. Pode-se também induzir corrente se, ao invés da espira, o ímã for girado em torno dela.

Os geradores elétricos utilizados em usinas de energia elétrica possuem, em geral, um eletroímã no lugar do ímã permanente, e um conjunto de bobinas que forma a armadura no lugar da espira. O eixo da turbina pode estar ligado ao eletroímã ou à armadura. Assim, quando a turbina gira, devido ao impacto da água, ela produz um movimento rotacional relativo entre o eletroímã ou da armadura determina a freqüência da corrente alternada produzida. Desse modo, a freqüência de 60Hz significa que o fluxo magnético através da armadura se alterna entre os valores positivos e negativos 60 vezes por segundo, e conseqüentemente, o mesmo ocorre com a corrente e a tensão. No Brasil, a freqüência da rede elétrica é 60Hz enquanto que as do Paraguai e da Inglaterra são 50Hz.

Em geral, a tensão alternada produzida pelos geradores é relativamente baixa. Assim, para que se possa abastecer diferentes centros utilizando linhas de transmissão, essa tensão é aumentada até centenas ou milhares de kV por meio de transformadores. Ao atingir os centros de consumo, a tensão é reduzida, por exemplo, a algumas dezenas de kV, pelos transformadores das subestações e distribuída para o público.

Apesar da corrente produzida pelo método descrito ser alternada, ela pode ser retificada e transmitida como corrente contínua - DC. Uma inconveniência da adoção de DC é a necessidade de se usar retificadores na saída de usinas e alternadores antes das subestações, uma vez que os transformadores e motores em geral utilizam corrente alternada. Isso aumenta muito o custo de sua instalação. Entretanto, como a tensão é estável, as perdas nas linhas de transmissão são essencialmente por calor (por efeito Joule ou ôhmicas), enquanto que nas linhas AC existem grandes perdas por irradiação eletromagnética, além das ôhmicas.

A transmissão de corrente alternada utiliza três cabos enquanto que a de corrente contínua necessita apenas de dois. Esse é um aspecto que favorece a escolha de linhas DC. Para uma mesma tensão efetiva, a tensão pico AC é maior (da ordem de 30-40%) que a tensão DC, que é constante. Dessa maneira, tanto as torres de transmissão como os isoladores para linhas DC podem ser menores que para linhas AC. Entretanto, essas vantagens só se tornam economicamente compensadoras para transmissões a longas distâncias, maiores que 600km, já que o custo das instalações de retificação é bastante elevado. A energia elétrica a ser produzida pelo complexo de Itaipu será transmitida por linhas DC.

Existem, atualmente, linhas de transmissão supercondutores, nas quais as perdas ôhmicas são reduzidas quase que completamente para tensões DC, e bastante para tensões AC. O material com que as linhas são manufaturadas é um supercondutor cuja resistência é extremamente baixa para temperaturas da ordem de dezenas de kelvin. Entretanto, para que essas linhas possam ser utilizadas, é necessário superesfriá-las, o que significa que é preciso consumir energia para diminuir as perdas. Assim, torna-se importante um cálculo cuidadoso para se determinar as perdas totais durante a transmissão.

O potencial hidroelétrico brasileiro está avaliado em 213.000 MW, dos quais aproximadamente 10% estão instalados. A bacia do rio Paraná é a mais aproveitada de todas as bacias hidrográficas, que incluem as dos rios Amazonas, Tocantis, São Francisco, Uruguay e as do Atlântico NE, N, L, SE. A central de Ilha Solteira é ainda a maior hidroelétrica brasileira com 3.200 MW e a seguinte é a de Jupiá, com 1.400MW.

A potência da usina de Itaipu está projetada para 12.000MW, dez vezes a da usina nuclear Angra II.

Como a demanda da energia elétrica não é constante, existem períodos em que a energia produzida se torna ociosa, ou mesmo perdida. Assim, foram projetadas as usinas de bombeamento, que aproveitam esses períodos para operar bombas que transferem a água já circulada pelas turbinas a reservatórios adicionais à represa principal. Em períodos de demanda máxima - demanda pico - a água desses reservatórios extras também pode ser aproveitada para impulsionar turbinas geradoras. Esse método aumenta o aproveitamento das reservas naturais.

As usinas de pequeno porte, onde se aproveita uma queda d´água natural, produzem poucos impactos ambientais, uma vez que não há construção de represas. As usinas com reservatórios de acumulação e as de bombeamento, causam alteração não desprezível ao meio ambiente e ao ser humano. Sua construção requer o represamento da águas de um ou mais rios.

CONCLUSÃO

A utilização da energia é importante: na iluminação das casas, das cidades, nos serviços domésticos, nas indústrias e em quase todas as atividades do dia a dia do ser humano.

A utilização de várias formas de energia, além de trazer benefícios à Humanidade, causam também alguns alterações ambientais. Entre as alterações provocadas pela construção de uma usina de grande porte estão os impactos geomórficos (erosão, assoreamento), climatológicos, hídricos, geopolíticos; os efeitos no ambiente biológico como as modificações nas macro e microfloras terrestre e aquática, na fauna terrestre e ictiológica fluvial e na ecologia do sistemabiótico; e possíveis efeitos sócio-econômicos-culturais.

Fonte: www.coladaweb.com.br

Energia Hidrelétrica

Atividade Prática

Subestação Elétrica feita em casa

Para montar uma subestação de energia elétrica é necessário que o aluno tenha conhecimento como funciona a distribuição de energia elétrica.

A energia que vem das usinas hidrelétricas percorrem quilômentro de distâncias, através de torres de transmissão até chegar em nossas casa.

Não é tão difícil construir uma subestação.

Tudo que precisa é apenas uma fonte de 12 volts, um resistencia de 1k, 2 capacitores de 470 microfarard, fio de meio milimetro paralelo (esse fio só será usado dependedo da distância que será usada durante a montagem do projeto).

Alguns leds (diodo emissor de luz), garrafas plásticas (para ser usada como as torres de transmissão), palitos de picolés (para usar como os postes das casas), mantegueiras vazias (para representar as casas).

Como se monta a Subestação Elétrica e distribuiçao de energia

Pegue a fonte de 12 volts e ligue na energia normal de 220 volts ela será representada como a força vindo das águas, pois a energia é continua, a saida da fonte de 12 volts será representada como as cargas de energia transmitidas através das torres de transmissão.

As garrafas plásticas serão as torres, pois elas terão que ser cortadas pela metade e colocadas de cabeça para baixo.

Os fios terão que ser colocados nas torres para carregar a energia até a subestação, pois ao colocar a última torre terá agora que usar os capacitores para acumular cargas elétricas.

Finalmente a energia das torres terá que passar para as resistências diminuindo sua intensidade de 12 volts para 3 volts, para que não ocorra o risco de queimar os leds, que estarão nas casas e nos postes.

Agora passaremos para os postes que serão montados pelos palitos de picolés que serão usados os mesmo fios das torres mais com a sua voltagem pequena e usado os leds para desmonstrar que existe energia sobre eles.

Finalmente as casas que serão representadas pelas mantegueiras cada uma terá um led mostrando que funciona e tudo isso terá que ser feito em uma ou mais folhas de isopor com mais ou menos de 3 centimetros e orientado por um professor.

Autor: Jose Claudio Gomes de Araujo

Energia Hidrelétrica

Hidrelétricas Brasileiras

Energia Hidrelétrica
Usina de Itaipu - Atual Maior Usina Hidrelétricado Mundo

Entre as formas de aumentar a participação da energia hidráulica na matriz energética brasileira destaca-se o aproveitamento do potencial da Amazônia, considerado uma das melhores soluções para assegurar o suprimento de energia elétrica no período 2005-2020.

A geração hidráulica é responsável por cerca de 40% da oferta interna de energia no Brasil — percentual ligeiramente superior ao do petróleo e do gás natural somados (37%) — e por mais de 90% do suprimento de eletricidade no país. Somente cerca de 25% do total do potencial hidrelétrico brasileiro (de aproximadamente 261 mil megawatts) corresponde a usinas em operação, o que indica que a participação da energia hidráulica na matriz energética brasileira deverá aumentar, sobretudo em razão do aproveitamento do potencial da Amazônia, considerado uma das melhores soluções para assegurar o suprimento da demanda de energia elétrica no período 2005-2020. O país possui 403 usinas em operação e 25 em construção, além de mais de 3.500 unidades registradas no Sistema de Informação do Potencial Hidrelétrico Brasileiro (instrumento desenvolvido pela divisão de Recursos Hídricos e Inventário da Eletrobrás), em fases diversas de avaliação ou planejamento. No rio Paraná, situa-se a maior usina do mundo, a Itaipu Binacional, empreendimento conjunto do Brasil e do Paraguai, com potência instalada de 12.600 megawatts (MW). As bacias brasileiras com maior potencial hidrelétrico são a do Paraná (59.183MW) e a do Amazonas (105.440MW).

A primeira exploração de energia hidráulica no Brasil realizou-se em 1889, quando foi instalada a usina Marmelos no rio Paraibuna, em Minas Gerais. O grupo Light, primeiro grande grupo estrangeiro a se constituir no país, instalou em 1911 no rio Tietê, em São Paulo, a Usina Hidrelétrica Parnaíba, e foi responsável pelo projeto e instalação de grande parte das usinas hidrelétricas do país na fase inicial do setor. Na década de 1930, o governo adotou uma série de medidas para deter o processo de concentração do setor elétrico, então dominado pela Light e pelo grupo American & Foreign Power Company (Amforp), que se instalou no Brasil em 1927. Com a promulgação do Código de Águas, em 1934, consagrou-se o regime das autorizações e concessões para os aproveitamentos hidrelétricos e foram incorporadas ao patrimônio da União todas as fontes de energia hidráulica situadas em águas públicas de uso comum e dominiais. Pelo Código, as empresas estrangeiras não mais podiam ser concessionárias, mas estavam resguardados os direitos daquelas já instaladas no país. Em 1964, o governo brasileiro comprou as concessionárias do grupo Amforp que operavam no Brasil, e que passaram a ser subsidiárias da Eletrobrás e, em 1979, com a aquisição das ações da Light à multinacional Brascan Limited, concluiu o processo de nacionalização das concessionárias do setor elétrico. A primeira empresa de eletricidade do governo federal foi a Companhia Hidro Elétrica do São Francisco (Chesf), instituída por decreto-lei de 1945, que marcou o início de uma reorganização do setor, caracterizada pela divisão entre a geração e a distribuição de energia e pela tendência à instalação de centrais de grande porte. Na década de 1950, as empresas brasileiras passaram a participar da construção dos grandes empreendimentos hidrelétricos no país.

Em meados da década de 1990, o governo promoveu uma reestruturação institucional do setor elétrico com a finalidade principal de estimular a participação mais ampla do segmento privado na exploração do potencial hidrelétrico, atividade dominada por empresas de economia mista que tinham como acionistas majoritários os governos federal, estadual ou municipal. Um dos principais instrumentos para atingir esse fim foi a Lei 8.987/95, pela qual regulamentou-se o regime de licitação das concessões, anteriormente restritas às concessionárias estaduais ou federais. A Lei 9.074/95, ao permitir aos grandes consumidores a livre aquisição de energia, que antes tinha de ser feita à empresa geradora da região, isentou-os do monopólio comercial das concessionárias. Criada em 1961 para atuar como holding do setor elétrico, a Eletrobrás e suas quatro empresas regionais (Chesf, Furnas, Eletrosul e Eletronorte) foram incluídas no Programa Nacional de Desestatização, regulado pela Lei 9.491/97. Alguns dos produtos das parcerias estabelecidas com o setor privado, em consonância com o programa, foram as usinas hidrelétricas Serra da Mesa (1.293 MW), no rio Tocantins, que já está em operação, e Itá (1.450 MW), no rio Uruguai, em fase de construção. O órgão regulador do setor elétrico no Brasil é a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), autarquia vinculada ao Ministério das Minas e Energia criada pela Lei 9.427/96. Entre suas incumbências, incluem-se a regularização e fiscalização da produção, transmissão, distribuição e comercialização de energia elétrica, o controle das tarifas cobradas aos consumidores e a execução de diretrizes governamentais para a exploração da energia elétrica e o aproveitamento do potencial hidráulico.

Vantagens e desvantagens

Nas usinas hidrelétricas, a água do lago (ou reservatório) formado pelo fechamento da barragem é transportada por canais, túneis e/ou condutos metálicos até a casa de força, onde passa por uma turbina hidráulica acoplada a um gerador, no qual a potência mecânica é transformada em potência elétrica; depois de passar pela turbina, a água retorna ao leito natural do rio. A energia é conduzida por cabos ou barras condutoras dos terminais do gerador até o transformador elevador, no qual sua voltagem é elevada para permitir a condução, pelas linhas de transmissão, até os centros consumidores, onde, por meio de transformadores abaixadores, o nível da voltagem é levado aos níveis indicados para utilização.

Em comparação com as alternativas economicamente viáveis, as centrais hidrelétricas são consideradas formas mais eficientes, limpas e seguras de geração de energia. Suas atividades provocam emissão incomparavelmente menor de gases causadores do efeito estufa do que as das termelétricas movidas a combustíveis fósseis, além de não envolverem os riscos implicados, por exemplo, na operação das usinas nucleares (vazamento, contaminação de trabalhadores e da população com material radioativo etc.). Uma descoberta mais recente em favor das usinas hidrelétricas é o método para aproveitamento da madeira inundada, que já vem sendo adotado na usina de Tucuruí, no rio Tocantins.

Por outro lado, a construção e a utilização de usinas pode ter uma série de conseqüências negativas, que abrangem desde alterações nas características climáticas, hidrológicas e geomorfológicas locais até a morte de espécies que vivem nas áreas de inundação e nas proximidades. A construção da usina de Porto Primavera, por exemplo, reduziu a planície de inundação do alto rio Paraná a quase metade dos 809km originais. O desajuste do regime hidrológico afeta a biodiversidade da planície e pode acarretar a interrupção do ciclo de vida de muitas espécies (mais comumente de peixes de grande porte e migratórios) e a multiplicação de espécies sedentárias (de menor valor), o que, conseqüentemente, afeta as populações ribeirinhas que vivem da pesca. Além disso, o represamento do rio e a formação do reservatório, aliado às modificações no ambiente decorrentes da presença do homem (principalmente pelas migrações relacionadas à obra) provocam o desequilíbrio do ecossistema e favorecem a propagação de endemias como a esquistossomose, a malária e o tracoma.

Ao expulsar comunidades de seus locais de origem, a inundação das represas também provoca impactos socioeconômicos de difícil superação, especialmente no caso de populações de baixa renda e que apresentam condições precárias de educação, saúde e alimentação, como ocorreu com a construção do reservatório de Sobradinho, no rio São Francisco, que afetou cerca de setenta mil habitantes — que viviam basicamente da agricultura de vazante, da pesca artesanal e da criação de caprinos —, a maioria dos quais teve grandes dificuldades de adaptação aos locais para onde foram transferidos e à prática de novas atividades para garantir o sustento. A situação é menos complicada quando a população atingida apresenta nível mais elevado de educação formal, como ocorreu em Itaipu. A degeneração de valores etnoculturais é outro risco apresentado pelas atividades que envolvem a instalação de usinas hidrelétricas, mais intenso quando atinge comunidades indígenas — foi o que aconteceu, por exemplo, nas usinas de Balbina (com os Waimiri-Atroari) e Tucuruí (com os Paracanã).

As preocupações relativas aos efeitos danosos dos empreendimentos hidrelétricos convergem sobretudo para a região amazônica, devido às peculiaridades locais. Em primeiro lugar, a área abriga a floresta amazônica, maior bioma terrestre do mundo, e declarada patrimônio nacional pela Constituição Federal (art. 225), o que torna mais complexas as negociações para instalação de quaisquer empreendimentos que provocam impactos ambientais e culturais. Além disso, é a região onde se encontra a maior parte das comunidades indígenas brasileiras, que pela Constituição Federal não podem ser removidas de suas terras — exceto em casos de catástrofes ou epidemias que ocasionem riscos à sua população, ou para defender a soberania do país (o aproveitamento de recursos hídricos nesses locais só pode ser feito com a autorização do Congresso Nacional, e depois de ouvidas as comunidades implicadas). Adicionalmente, a fragilidade de seus ecossistemas; seu atributo de regulador climático do continente; sua riqueza em minérios e madeira; o fato de ter grande parte de sua extensão ocupada pela floresta tropical úmida (da qual depende seu ciclo hidrológico); e as intensas tensões sociais existentes na região, entre outros fatores, exigem precauções singulares para o aproveitamento do potencial da região.

Algumas das medidas obrigatórias e/ou tradicionalmente adotadas pelos empreendedores para minimizar os impactos negativos da construção de usinas revelaram-se insuficientes ou equivocadas. Por exemplo, nas estações de piscicultura, inicialmente usadas como uma alternativa às construções de escadas de peixes, consideradas caras e ineficazes, e que foram utilizadas por grande número de concessionárias, em muitos casos houve a colocação de espécies erradas em locais inadequados e com a utilização de métodos impróprios, o que invalidou os esforços para preservação da ictiofauna. Vários equívocos também marcaram a utilização de escadas para transposição de peixes — por exemplo, sua instalação em riachos onde só havia espécies sedentárias. Além disso, há indicadores de que as escadas dificilmente seriam eficazes para preservar ou conservar os estoques em presença de barragens em série, como na bacia do rio Paraná. Ainda que alguns rios afluentes sejam áreas propícias para a desova, são necessários locais sazonalmente alagados para o desenvolvimento inicial das grandes espécies migradoras da bacia, e a maioria dessas áreas estão reguladas pelos reservatórios ou foram drenadas para o desenvolvimento agrícola. Em relação às populações expulsas pela inundação do reservatório, foi um erro supor que o simples reassentamento (mesmo com indenização pela desapropriação) seria suficiente para compensar transtornos e prejuízos decorrentes, sem esforços para requalificar a mão-de-obra e programas de assistência médica, educacional e financeira, ao menos no período de adaptação às novas condições.

Entre os problemas por enfrentar incluem-se ainda a carência de metodologias para avaliação adequada de impactos ambientais (mapas temáticos, listagens de verificação, matrizes de interação etc.) e a deficiência de mecanismos para articular a atuação dos empreendedores com as instituições responsáveis pela política econômica e social das regiões atingidas e para garantir a participação dos grupos afetados na tomada de decisão desde a fase inicial do ciclo de planejamento da geração hidroelétrica (que compreende a estimativa do potencial, o inventário, o estudo de viabilidade, o projeto básico e o projeto executivo). Em dois dos países com maior capacidade instalada de geração hidráulica, Estados Unidos e Canadá, a sociedade participa da própria definição dos termos de referência dos Estudos de Impacto Ambiental (EIAs).

Especialistas apontam como providências imprescindíveis para minimizar alguns dos efeitos adversos da construção e uso de centrais hidrelétricas o reflorestamento das margens dos reservatórios e de seus afluentes; os programas de conservação da flora e da fauna e implantação de áreas protegidas; o inventário, resgate, relocação e monitoramento de espécies ameaçadas de extinção que ocorriam na área atingida; a avaliação dos efeitos do enchimento dos reservatórios sobre as águas subterrâneas; o monitoramento da qualidade da água; e a realização de estudos arqueológicos antes do enchimento do reservatório (na usina de Samuel, no rio Jamari, esse procedimento levou ao resgate de fatos históricos da região, que remontam a dez mil anos).

Outro consenso entre os estudiosos é a vantagem de realização de um plano de longo prazo que privilegie, sempre que possível, a abertura em seqüência das bacias de determinada região (por oposição à prática usual de construção de usinas dispersas em bacias distintas). Por esse método, só se iniciaria a exploração de uma bacia após estar quase concluído o aproveitamento de outra da região. Assim, por exemplo, a usina de Belo Monte, no rio Xingu, só seria construída após a implementação da maioria dos aproveitamentos do médio Tocantins; a bacia do Tapajós só seria explorada após estar quase esgotado o potencial do Xingu, e assim por diante. Além dos benefícios ambientais — sobretudo o gerenciamento mais eficaz dos ecossistemas —, esse sistema acarreta uma série de benefícios econômicos, como a otimização do aproveitamento de estradas de acesso e sistemas de transmissão.

Entre os diversos instrumentos criados nos últimos anos para ordenar a exploração do potencial hidrelétrico brasileiro e aprimorar as práticas ambientais no setor, alguns dos principais são a Resolução Aneel 393/98 — que estabelece que os detentores de registro de estudos de inventário deverão fazer consulta formal aos órgãos estaduais e federais incumbidos da gestão dos recursos hídricos, e aos órgãos ambientais, para definir os estudos relativos a esses aspectos — e a Lei 9.433, de 1997, que instituiu a Política Nacional de Recursos Hídricos e criou o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos. A lei determina a articulação entre a atuação dos empreendedores, os usuários e os setores e órgãos regionais, estaduais e federais responsáveis pelo planejamento de recursos hídricos; estabelece a integração da gestão das bacias hidrográficas com a dos sistemas estuarinos e zonas costeiras; e estipula que os valores arrecadados com a cobrança pelo uso de recursos hídricos serão aplicados na bacia em que foram gerados e usados para financiar pesquisas, projetos e obras incluídos nos Planos de Recursos Hídricos. O gerenciamento de bacias hidrográficas por meio da integração e participação dos usuários de suas águas, de representantes dos municípios afetados e da administração federal é feito com sucesso nos Estados Unidos (com a Tennessee Valley Authority) e na França, que foi dividida em seis bacias hidrográficas, cada qual com agência financeira própria, encarregada de cobrar taxas pelo uso das águas e administrar esses recursos. Cada comitê de bacia tem a incumbência de aprovar periodicamente um programa plurianual, o orçamento anual e as tarifas a serem cobradas aos usuários.

Fonte: www.miniweb.com.br

Energia Hidrelétrica

Energia Hidráulica

A energia produzida pelas forças das águas dos rios é a responsável pela geração de 90% de toda a energia elétrica produzida no Brasil, e constitui-se em uma das fontes mais limpas de energia.

A transformação da energia potencial das águas dos rios em energia elétrica, aproveitando as grandes corredeiras e quedas d’água são uma das fontes mais econômicas de se produzir eletricidade, embora o investimento e o tempo para a implantação das usinas sejam relativamente grandes.

Poucos são os Países que dispõe de condições naturais que favorecem o aproveitamento em grande escala a hidroeletricidade, porém o Brasil está entre os que mais dispõe dessas condições, junto com a China, o Canadá e os Estados Unidos.

O Brasil destaca-se mundialmente nessa categoria, possuindo a maior usina do mundo em capacidade de geração de eletricidade que é a Usina de Itaipu, situada no rio Paraná, na divisa do Brasil com o Paraguai.

Fonte: www.enersul.com.br

Energia Hidrelétrica

São regiões geográficas formadas por rios que desaguam num curso principal de água.

O esquema demonstra a distribuição de água no Brasil: Os rios tem grande importância econômica; eles irrigam terras agrícolas, abastecem reservatórios de água urbanos, fornecem alimentos e produzem energia através das hidrelétricas.

O transporte fluvial também tem grande importância e é muito utilizado em razão da economia de energia e grande capacidade de carga dos navios.

ENERGIA

A produção brasileira de energia em 1997 é de 185.961.000 tep (toneladas equivalentes de petróleo), enquanto o consumo total é de 227.279.000 tep. O déficit de 41.318.000 tep é suprido com importações. A produção nacional concentra-se em energia primária renovável – energia hidráulica, lenha e derivados de cana-de-açúcar –, que alcança 70,7% do total. As formas de energia primária não renovável, que incluem petróleo, gás natural, carvão, urânio (U308), são responsáveis por 29,3% da produção interna. Processada em hidrelétricas e refinarias, a energia primária transforma-se em eletricidade, gasolina, óleo diesel etc.

ENERGIA HIDRÁULICA

Cerca de 97% da energia elétrica produzida no Brasil é gerada em hidrelétricas. Somente a Bacia do Prata possui cerca de 60,9% das hidrelétricas em operação ou construção. O país aproveita, no entanto, apenas uma pequena parte do seu potencial hidráulico. De 127 mil mw/ano de capacidade estimada, apenas 32,2 mil mw/ano são produzidos. O alto custo de construção de uma usina, somado aos problemas sociais e ambientais decorrentes do alagamento de grandes áreas, desestimula a instalação de novas hidrelétricas. A região amazônica é o exemplo mais claro dessa dificuldade. Apesar de ter o maior potencial hidrelétrico do país, seus rios são pouco apropriados para a construção de usinas por correrem em regiões muito planas, que requerem o alagamento de áreas mais extensas. A Usina de Balbina, no estado do Amazonas, precisou inundar 2.360 km² para produzir 250 mw de energia. Já a Usina de Boa Esperança, no Piauí, localizada em terreno mais adequado, alagou apenas 352,2 km² para gerar energia equivalente.

BACIA DO RIO PARAGUAI

Características Básicas

O rio Paraguai nasce no estado do Mato Grosso, desloca-se para o sul, recebendo vários tributários, principalmente do lado leste, até desembocar no rio Paraná.

A precipitação média anual é de 1700 mm na parte alta da bacia e de 1100 mm na região do pantanal, uma extensa planície de 180.000 Km², a oeste do estado do Mato Grosso. A declividade dessa planície é de aproximadamente 40 cm/Km de leste a oeste e de 2cm/Km de norte a sul.

Os rios da região têm capacidade de suportar as descargas médias, mas durante fortes cheias alaga-se uma área de aproximadamente 30.000 Km². As enchentes ocorrem na região do alto curso da bacia, provocadas pelas fortes precipitações, propagando-se para a região do pantanal. O lento escoamento das águas no pantanal e a complexa combinação das contribuições de cada planície, funcionando as lagoas e baias como reguladores, recebendo água na elevação do nível e cedendo na recessão, levam as cheias do rio paraguai a se propagar durante vários meses do ano, a jusante. Ocorrem enchentes locais em diversas regiões, ao longo do ano, dependendo do regime de chuvas. Na região entre Cáceres e Cuiabá, o trimetre mais chuvoso estende-se de janeiro a março, com ocorrência de níveis elevados em março. Na sub-bacia do Miranda, o trimetre mais chuvoso estende-se de dezembro a fevereiro, com ocorrência de níveis elevados em fevereiro. Em Cáceres, as cheias ocorrem entre fevereiro e março, com águas escoando para jusante e recebendo contribuições intermediárias até alcançar Corumbá entre maio e junho, e Porto Murtinho, entre julho e agosto. De Bela Vista do Norte até deixar o território brasileiro, na fóz do rio Apa, o rio Paraguai apresenta uma hidrografia de enchente muito uniforme, com apenas um pico anual, próximo a Forte Coimbra. Apartir daí até a confluência do rio Apa, podem ocorrer pequenos picos devido acontribuições locais.

BACIA DOS RIOS DO ATLÂNTICO SUL -TRECHO SUDESTE

A bacia do Atlântico Sul

Trecho Sudeste, com uma área de drenagem em território nacional de 224.000 Km2 , banha extensas áreas do Estado do Rio Grande do Sul e parte dos Estados de Santa Catarina, Paraná e São Paulo. Está compreendida entre as longitudes 44º W a 54º W e latitude de 22º S a 32º S. Fazem parte desta bacia, os rios Ribeira do Iguape, Itajaí, Mampituba, Jacuí, Taquari, Jaguarão (e seus respectivos afluentes), lagoa dos Patos e lagoa Mirim. Para efeito de estudo e do gerenciamento dos recursos hídricos esta bacia foi dividida em um conjunto de 10 sub-bacias enumeradas de 0 a 9. Sendo, que a Sub-bacia 89 localiza-se fora do Território Nacional. A referida divisão facilita não só o armazenamento e recuperação das informações hidrometeorológicas, mas também o gerenciamento da operação de coleta de tais dados e a própria referência geográfica dos cursos d’água nacionais.

Alguns do maiores lagos que existem são, por exemplo, o Mar Cáspio, no oeste da Ásia ; Michigan no EUA; Grande Urso no Canadá ; Niassa em Moçambique e outros.

Alguns dos maiores rios são o Amazonas no Brasil; o Nilo no Egito ; Rio da Prata na Argentina ; Huang Ho na china ; Amur na Rússia e outros.

Algumas das maiores bacias hidrográficas são a Bacia Amazônica no Brasil ; Bacia do Níger na Nigéria ; Bacia do Rio Amarelo na China ; Bacia do Congo no Zaire ; Grand Coulee nos EUA e outras.O Brasil possui uma das maiores redes fluviais do mundo, com 55.457 km² de águas internas-meio-ambiente. A maioria dos rios é perene, ou seja, não se extingue na estação seca. A única exceção está no sertão nordestino, onde existem muitos rios temporários.

As bacias brasileiras podem ser divididas em dois tipos: as planálticas, que permitem aproveitamento hidrelétrico, e as de planície, com correnteza fraca, utilizadas para navegação.

As principais bacias são: Amazônica, São Francisco, Tocantins, Prata e Atlântico Sul. Bacia Amazônica – Tem a maior área do mundo. São 23.000 km de rios navegáveis, que transformam os barcos no principal meio de transporte da região. Só o seu rio principal, o Amazonas , tem cerca de 7 mil afluentes, sendo os principais o Negro, o Trombetas e o Jari (margem esquerda); o Madeira, o Xingu e o Tapajós (direita).

O Amazonas é o rio de maior vazão de água (100.000 m³/s) e também o maior em extensão do planeta, com seus 6.868 km de comprimento . Na época das cheias, o encontro de suas águas com o mar, durante as marés altas, provoca um fenômeno conhecido como pororoca. A força das duas correntes em sentidos contrários forma ondas enormes e, quando o equilíbrio se rompe, as águas invadem o continente. O barulho do impacto pode ser ouvido a grandes distâncias. A Bacia Amazônica também tem o maior potencial hidrelétrico do país. Mas a baixa declividade do seu terreno dificulta a instalação de usinas hidrelétricas, por exigir que grandes áreas de florestas sejam alagadas. Bacia do São Francisco – O Rio São Francisco é o único fornecedor de água da região semi-árida do Nordeste. Com nascente na Serra da Canastra, em Minas Gerais, e foz na divisa de Alagoas e Sergipe, o “Velho Chico”, como é conhecido, é o maior rio situado inteiramente em território brasileiro. Além de afluentes perenes, como o Carinhanha, o Pardo e o Grande, na margem esquerda, e o Velhas, na margem direita, ele tem afluentes temporários, como os rios das Rãs, o Paramirim e o Jacaré. Seu principal trecho navegável tem 1.300 km e liga as cidades de Pirapora (MG) a Juazeiro (BA). Além de importante para a navegação, o São Francisco possui bom potencial hidrelétrico. Nele estão instaladas as usinas de Paulo Afonso e Sobradinho, na Bahia; Moxotó, em Alagoas; e Três Marias, em Minas Gerais.

Bacia do Tocantins

Maior bacia localizada inteiramente em território nacional, seu rio principal, o Tocantins , nasce na confluência dos rios Maranhão e Paraná, em Goiás, e deságua na Foz do Rio Amazonas, no Pará. Durante o período de cheias é navegável em um trecho de 1.900 km, entre as cidades de Belém (PA) e Peixe (GO).

Seu potencial hidrelétrico é parcialmente aproveitado pela Usina de Tucuruí, no Pará. O Araguaia, outro rio importante dessa bacia, é navegável num trecho de 1.100 km. O percurso, no entanto, não liga nenhuma grande cidade ou porto. Bacia do Prata – É formada pelos rios Paraná, Uruguai e Paraguai, que nascem no Brasil e dão origem ao Rio da Prata, na fronteira entre Argentina e Uruguai. O Paraná, que nasce da união dos rios Paranaíba e Grande na divisa entre Mato Grosso do Sul, Minas Gerais e São Paulo, é o rio com o maior aproveitamento hidrelétrico no país. Além de Itaipu , há hidrelétricas nos afluentes Tietê, Grande, Paranaíba, Iguaçu e Paranapanema. Sua navegabilidade e a de seus afluentes vêm sendo aumentadas pela construção da Hidrovia Tietê–Paraná. Seis barragens no Rio Tietê já permitem a navegação em um trecho de 1.040 km.

Com a entrada em funcionamento das eclusas de Três Irmãos, no Tietê, e Jupiá, no Paraná, o trecho navegável deverá ser ampliado para 2.400 km, terminando em Itaipu. A hidrovia serve ao transporte de cargas, pessoas e veículos e está se tornando uma importante ligação com os países do Mercosul . Além disso, as cidades ribeirinhas poderão explorar o turismo. O Rio Uruguai é formado pelos rios Canoas e Pelotas na divisa do Rio Grande do Sul com Santa Catarina. É navegável entre São Borja e Uruguaiana (RS) e possui potencial hidrelétrico em parte de seu curso. Com nascente na Serra de Araporé, no Mato Grosso, o Rio Paraguai atravessa a planície do Pantanal e é muito utilizado na navegação regional.

ÁREA DAS BACIAS HIDROGRÁFICAS BACIAS ÁREA (km²) Amazônia 3.904.392,8 Tocantins 813.674,1 Atlântico Sul - trecho norte/nordeste 990.229,1 Atlântico Sul - trecho leste 572.295,8 Atlântico Sul - trecho sudeste 223.810,2 São Francisco 645.067,2 Prata 1.397.905,5 Bacia do Atlântico Sul – É formada por bacias pequenas e médias de rios que correm próximo ao litoral e deságuam no Oceano Atlântico. No trecho Norte–Nordeste estão os rios perenes que correm ao norte da Bacia Amazônica e entre a foz dos rios Tocantins e São Francisco. Entre eles está o Parnaíba. Sua foz, entre o Piauí e o Maranhão, forma o único delta oceânico das Américas. São cinco braços principais cobrindo uma área de 2.700 km². O trecho leste é formado pelas bacias dos rios que correm entre a Foz do São Francisco e a divisa entre os estados do Rio de Janeiro e São Paulo. Seu rio mais importante é o Paraíba do Sul. O trecho sudeste é formado pelas bacias dos rios que estão ao sul da divisa dos estados do Rio de Janeiro e de São Paulo. O Itajaí, em Santa Catarina, é o rio mais importante dessa bacia.

Fonte: www.tratamentodeesgoto.com.br

Energia Hidrelétrica

Água e Energia Elétrica

A água é um recurso de valor inestimável para a humanidade, participando de praticamente todas as suas atividades, desde a alimentação até a geração de energia. A conscientização da escassez deste recurso e de sua limitada capacidade de renovação transforma, a cada década que passa, a procura por este bem mineral, tornando-se mais acirrada a competitividade entre setores. O crescimento populacional aliado à intensificação das atividades de caráter poluidor tem, em todo mundo, mostrado a ocorrência de problemas relacionados à falta desse recurso, em condições adequadas de quantidade ou de qualidade, para o atendimento das necessidades mais elementares das populações.

A natureza finita da fonte renovável "recurso hídrico" contém um aspecto crítico, que deve ser analisado sob a ótica do crescimento populacional. São poucos os outros recursos essenciais à vida, que estão restritos por limites de disponibilidade tão definidos quantos os recursos hídricos. Com a concentração populacional, a disponibilidade média de água renovável por habitante tende a diminuir o que repercute sobre a saúde e os padrões de qualidade de vida. A garantia de acesso à água em quantidade suficiente e com qualidade adequada vem adquirindo, cada vez mais, contornos estratégicos para a sobrevivência das nações.

Entre 1940 e 1990 a população mundial duplicou, passando de 2,3 para 5,3 bilhões de habitantes, com o respectivo consumo de água aumentando de 1.000km3 para 4.000km3. Portanto, neste período, ocorreu a quadruplicação do consumo per capita de água por ano. A constatação prática destas duas tendências, neste fim de século, devido às características finitas do recurso, pressupõe uma remota probabilidade de que nova quadruplicação ocorra no consumo. Segundo as estimativas, o limite superior de água utilizável no globo para consumo situa-se entre 9.000km3 e 14.000km3 (Freitas, 1998). Dentro desta perspectiva, o aumento da população implicará no uso desta reserva, para o consumo e para a melhoria da qualidade de vida proveniente do uso de energia elétrica.

A água total existente no planeta apresenta a seguinte distribuição: 97,5% - água salgada e 2,5% - água doce.

Por sua vez, a água doce encontra-se nos seguintes percentuais: 69% em geleiras e neves eternas, 30% de água subterrânea, 0,7% em outras situações, tais como umidade do solo, pantanais e solos congelados, e 0,3% em rios e lagoas (Gleick, 1993). O Brasil, quinto país do mundo em superfície, possui 8% do total de água doce existente no mundo. Diante deste quadro verifica-se que, em nosso país, a fonte de energia mais abundante e de menor custo de geração tem sido de origem hidráulica.

Energia hidrelétrica gerada pelos maiores produtores do mundo

Maiores Produtores

Energia gerada em bilhões de kWh

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

Canada

293,9

305,3

313,2

320,3

324,7

330,7

349,2

USA

291,3

288,0

253,1

280,5

260,2

311,0

348,3

BRASIL

204,6

215,6

221,1

232,7

240,3

251,4

263,1

CHINA

125,1

123,8

130,2

149,2

165,1

184,9

181,3

RÚSSIA

——

—–

170,9

172,1

174,2

174,5

153,1

TOTAL MUNDIAL

2.904,9

2.923,7

2.909,6

2.975,7

2.984,3

3.073,0

3.137,9

Tabela 1 - Maiores produtores mundiais de hidroeletricidade entre 1990 e 1996

A geração de energia hidrelétrica mundial aumentou em 502 bilhões de kWh entre 1987 a 1996, com uma média anual de 2,5%. Segundo a World Energy Council (1996), Canadá, Estados Unidos, Brasil, China e Rússia foram os cinco maiores produtores de hidroeletricidade em 1996. A soma da energia hidrelétrica gerada por estes países representa 51% do total mundial (Figura 1). Na Tabela 1, é apresentada a energia gerada por hidrelétricas, por cada um destes países, no período de 1990 a 1996, e o total gerado no mundo em bilhões de kWh.

De maneira geral, a produção de energia nas Américas Central e do Sul cresceu 8,8 quatriliões Btu entre 1987 a 1996, sendo que a produção de óleo bruto contribuiu para um acréscimo de 5,1 quatriliões Btu e a hidroeletricidade 1,8 quatriliões Btu.

Na área de energia, a geração hidrelétrica garante a produção de 91% da eletricidade consumida no Brasil, o equivalente a um valor aproximado de 10 bilhões de dólares/ano, se computado somente o aferido na etapa da geração de energia (Freitas, 1998).

O potencial hidrelétrico brasileiro conhecido, referente a janeiro de 1998, é de aproximadamente 260 GW, dos quais encontram-se em operação cerca de 22%, existindo portanto ainda um percentual de potencial hidrelétrico a ser aproveitado (ELETROBRÁS, 1999).

O Brasil, possuidor de 8% da água doce mundial, naturalmente é responsável pela manutenção e formação de uma consciência do uso racional deste recurso. O setor elétrico, o maior usuário da água sem caráter degradativo, mas como modificador do meio ambiente, possui um importante papel no gerenciamento dos recursos hídricos do país.

2- Disponibilidade Hídrica Brasileira

Na Tabela 2, observa-se a disponibilidade hídrica do Brasil, bem como faz-se inferências a determinadas características climáticas das bacias hidrográficas, que condicionam sua capacidade de vazão.

 

Bacias Hidrográficas

Área de Drenagem
10 km 2

Vazão Média de Longo Período
m 3/s

Vazão Específica de Longo Período
l/s/km 2

Precipitação mm/ano

Evaporação mm/ano

Bacia Amazônica

6.112.000

2.090

34,2

2.460

1.382

Bacia Amazônica *

3.900.000

120.000

30,8

2.220

1.250

Bacia do Tocantins

757.000

11.800

15.61

1.660

1.168

Bacia do Atlântico Norte

76.000

3.660

48,21

2.950

1.431

Bacia do Atlântico Nordeste

953.000

5.390

5,71

1.328

1.150

Bacia do São Francisco

634.000

2.850

4,51

916

774

Bacia do Atlântico Leste Sub-Bacias 50 a 52

242.000

680

2,81

895

806

Bacia do Atlântico Leste Sub-Bacias 53 a 59

303.000

3.670

12,1

1.229

847

Bacia do Paraná* **

877.000

11.000

12.51

1.385

989

Bacia do Paraguai * ***

368.000

1.290

3,51

1.370

1.259

Bacia do Uruguai

178.000

4.150

23,3

1.567

832

Bacia do Atlântico Sudeste

224.000

4.300

19,2

1.394

789

Produção Hídrica Brasileira

8.512.000

257.790

24,0

1.954

1.195

Tabela 2 - Disponibilidade Hídrica do Brasil em 1997

Fonte: ANEEL (* área em território brasileiro, ** até a foz do rio Iguaçu , *** até a foz do rio Apa).

As dimensões geográficas, aliadas às condições hídricas do território brasileiro, favoreceram o largo emprego deste potencial para a produção de energia, levando a um maior investimento na implantação de hidrelétricas. O potencial hidrelétrico brasileiro pode ser observado segundo os dados apresentados na Tabela 3.

Estágio Potência (MW) Nº. de Registro
Inventário 66.601,62 733
Viabilidade 31.438,64 2338
Projeto Básico 98.040 3071
Construção 48.074,07 501
Operação 35.019,66 70
Desativado 10.601,27 73
Potencial Total Inventariado 12.050,10 25
Individualizado 56.481,97 403
Remanescente 8,82 12
Potencial Total Estimado 162.325,89 1084
Total Geral 260.114,08 4.121

 

3- Informações Fluviométricas e Pluviométricas para a Geração de Energia Elétrica

Para se elaborar estudos de inventário, projetos e construir reservatórios hidrelétricos se faz necessário um amplo conhecimento do meio ambiente, necessitando-se assim de informações sobre as condições e a evolução dos recursos hídricos. Para tanto, o Brasil possui uma rede hidrológica considerável, com 3.434 estações fluviométricas e 8.625 estações pluviométricas (destas, 1.614 fluviométricas e 2.268 pluviométricas são monitoradas pela ANEEL), possibilitando assim o estudo das águas para sua utilização (ver capítulo sobre Rede Hidrométrica).

No Brasil, a rede hidrometerológica ANEEL/MME, de maior importância do setor energético, demanda recursos da ordem de 15 milhões de dólares/ano para operação e gerenciamento, ou seja, 3,6% do montante dos recursos provenientes da Compensação Financeira e Royaties pagos pelas usinas hidrelétricas em operação no país.

Especialmente para o setor elétrico, as redes de coletas de informações proporcionam a elaboração de séries históricas que são fundamentais para a elaboração de projetos destinados ao aproveitamento ótimo energético dos cursos d’água, além do fornecimento de importantes subsídios para o estabelecimento de regras operativas para os reservatórios existentes.

4- O Potencial Hidrelétrico Brasileiro

Os primeiros registros da história da hidreletricidade no Brasil são dos últimos anos do Império, quando o crescimento das exportações do país, principalmente de café e de borracha culminaram com a modernização da infra-estrutura do país, tão necessária à produção e ao transporte de mercadorias.

A modernização dos serviços de infra-estrutura abrangiam, também, serviços públicos urbanos como linhas de bondes, água e esgoto, iluminação pública e a produção e distribuição de energia. Com o aumento das atividades industriais e da urbanização, o investimento na área de energia elétrica, ainda muito tímido, passou a ser bastante atrativo.

Nos primórdios, há relatos de pequenas usinas com pouca potência destinadas a usos privados em moinhos, serrarias e algumas tecelagens. A grande concentração dessas usinas ocorreu em Minas Gerais, disseminando-se na direção sudeste, até chegar a São Paulo.

Em 7 de setembro de 1889, às vésperas da proclamação da República, foi inaugurada a primeira usina hidrelétrica de maior porte destinada ao serviço público.

A usina de Marmelo-0, com uma potência instalada de 250 kW, foi construída no rio Paraibuna com o objetivo de fornecer eletricidade para iluminação pública da cidade de Juiz de Fora/MG.

O excedente da energia gerada pelas usinas hidrelétricas era aproveitado em pequenas redes de distribuição implantadas por seus proprietários. Estas pequenas redes foram se expandindo pelas regiões vizinhas, chegando a motivar o aumento de potência de muitas usinas.

A evolução do parque gerador instalado sempre esteve intimamente atrelada aos ciclos de desenvolvimento nacional. Os períodos de maior crescimento econômico implicavam num aumento da demanda de energia e, conseqüentemente, na ampliação da potência instalada. Igualmente, as épocas recessivas afetaram diretamente o ritmo de implantação de novos empreendimentos.

Em síntese, entre 1880 e 1900, o aparecimento de pequenas usinas geradoras deveu-se basicamente à necessidade de fornecimento de energia elétrica para serviços públicos de iluminação e para atividades econômicas como mineração, beneficiamento de produtos agrícolas, fábricas de tecidos e serrarias. Neste mesmo período, a potência instalada aumentou consideravelmente, com o afluxo de recursos financeiros e tecnológicos do exterior para o setor elétrico.

Predominando o investimento hidrelétrico, multiplicaram-se as companhias de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica nas pequenas localidades. As duas primeiras companhias de eletricidade sob controle de capital estrangeiro, que tiveram importância na evolução do serviço elétrico, são a Light e a AMFORP, instaladas nos dois centros onde nasceu a indústria nacional, São Paulo e Rio de Janeiro.

Até a virada do século predominou a geração de energia elétrica através de centrais termelétricas. Em 1901, com a entrada em operação da "Hydroelétrica de Parnahyba" (atual Edgar de Souza), primeira usina hidrelétrica da Companhia Light, este quadro mudou em favor da geração hidrelétrica. No ano de 1907, a Light iniciou a produção de energia elétrica para a cidade do Rio de Janeiro com a entrada em operação da usina hidrelétrica de Fontes no Ribeirão das Lajes, que, em 1909, era uma das maiores usinas do mundo em operação, com uma potência instalada de 24.000 kW.

A partir da década de 20, se fez necessária a ampliação do parque gerador no intuito de atender aos constantes aumentos de consumo de energia elétrica demandados pelo desenvolvimento do setor industrial. Durante essa década a capacidade geradora instalada foi duplicada, sendo que em 1920, dos 475,7 MW instalados, cerca de 77,8% já eram de origem hídrica. Na segunda metade da década de 20, as empresas Amforp e Light assumem o controle acionário de maior parte da empresas de energia elétrica atuantes no país. Assim, em 1930, praticamente todas as áreas mais desenvolvidas do país, e também aquelas que apresentaram maiores possibilidades de desenvolvimento, caíram sob o monopólio dessas duas empresas restando, fora de seus alcances, apenas poucas áreas, inexpressivas, tais como os estados das regiões Norte e Nordeste. No interior destes estados continuaram operando numerosas empresas de porte reduzido, muitas mantidas pelas prefeituras, as quais atendiam o pequeno consumo local.

A mudança de governo na década de 30, trouxe uma nova forma de administrar os recursos hídricos, que passaram a ser considerados como de interesse nacional. O Estado passa a intervir neste setor diretamente, assumindo o poder concedente dos direitos de uso de qualquer curso ou queda d’água com a assinatura do Código das Águas de 1934, em vigor até os dias atuais. Também neste período foi criado o Conselho Nacional de Águas e Energia Elétrica (CNAEE), órgão federal responsável pela tarifação, organização, controle das concessionárias, interligação entre as usinas e sistemas elétricos. Ainda na década de 30, os governos federal e estadual passam a ser acionistas e proprietários das empresas geradoras e distribuidoras.

Ao final da década de 30, com a deflagração da Segunda Guerra Mundial em 1939, o país passa por uma crise no setor elétrico devido à falta de investimentos estrangeiros e à baixa produção de equipamentos para centrais hidrelétricas. Assim, no período seguinte, de 1939 a 1947, há apenas um registro de ampliação do parque gerador, o de Ribeirão da Lages. O crescimento da capacidade instalada só foi retomada após o término da Grande Guerra.

A década de 50 inaugura um longo período caracterizado por empréstimos recebidos do Banco Mundial, que favoreceram a implantação de grandes empreendimentos nacionais e binacionais nas décadas seguintes.

Já a década de 60 é marcada pela reformulação dos órgãos federais, pela criação do Ministério das Minas e Energia (MME) e das Centrais Elétricas Brasileiras SA (ELETROBRÁS).

O Grupo ELETROBRÁS era formado por quatro empresas controladas de âmbito regional: FURNAS, CHESF, ELETROSUL e ELETRONORTE, e por duas empresas de âmbito estadual LIGHT e ESCELSA. A criação destes órgãos, aliados aos estudos hidroenergéticos desenvolvidos a partir de 1962, consolidou a estruturação do setor elétrico.

Acompanhando o crescimento da economia brasileira das últimas décadas, principalmente nos anos 80, os sistemas de geração e transmissão nacional tiveram que crescer muito para atender às novas demandas de energia com a qualidade e a confiabilidade necessárias ao desenvolvimento do país. Na Tabela 4 estão discriminadas as potências instaladas, com as respectivas taxas de crescimento, no período de 1920 a 1998, e a previsão de ampliação, de 1999 até 2008, segundo o Plano Decenal de Expansão 1999/2008 (ELETROBRÁS, 1998).

Apesar da elevada participação da fonte hidráulica no sistema elétrico nacional, as enormes distâncias entre os diversos centros de demanda estimularam a geração térmica em áreas isoladas com carência de bons potenciais hidráulicos. Somente a partir da interligação das regiões do país antes isoladas, e devido ao elevado preço internacional do petróleo observado nas décadas de 70 e 80, o crescimento na geração térmica passou a ser cada vez menor, até se tornando negativo em 1984. As condições hídricas favoráveis do território brasileiro, aliadas à indisponibilidade de outras fontes energéticas, como o gás natural, o carvão e derivados do petróleo, levaram a se investir maiores recursos na implantação de usinas hidrelétricas.

Ano
Potência Hidrelétrica Instalada [MW]
Taxa Cresc. Médio Anual [%]
Potência Termelétrica Instalada [MW]
Taxa Cresc. Médio Anual [%]
Participação Hidrelétrica [%]
1920* 370,1 --- 105,6 --- 77,8
1930* 615,2 6,62 146,5 3,87 80,8
1940* 1.009,4 6,41 234,5 6,01 81,2
1950* 1.535,7 5,21 346,8 4,79 81,6
1960* 3.642,0 13,72 1.158,1 23,39 75,9
1970* 9.088,0 14,95 2.372,0 10,48 79,3
1980* 25.584,0 18,15 5.768,0 14,32 81,6
1986* 38.478,0 8,40 4.382,0 -4,00 89,8
1990* 44.900,0 4,17 4.100,0 -1,61 91,6
1997* 54.200,0 2,96 5.300,0 4,18 91,1
1998* 56.052,0 3,42 5.277,0 -,043 91,4
1999** 58.351,0 4,10 7.064,0 33,86 89,2
2003** 68.463,0 4,33 13.784,0 23,78 83,2
2008** 84.665,0 4,73 20.000,0 9,02 80,9


Tabela 4 - Potências instaladas e taxa de crescimento

Observa-se que a partir de 1998 a participação das hidrelétricas no total da capacidade instalada no sistema brasileiro tenderá a diminuir, passando de 91,4% em 1998 a somente 80,9% em 2008, retomando-se o mesmo percentual praticado em 1930.

Esta taxa decrescente deve-se basicamente à manutenção de um programa nuclear mínimo no Brasil e ao advento do gasoduto Bolívia-Brasil, permitindo um aumento na oferta de gás natural, ao longo do horizonte decenal de planejamento.

Na Figura 2 é possível observar a evolução da potência instalada de 1980 a 1998 e a previsão de ampliação de 1999 até 2008 (ELETROBRÁS ,1999).

Energia Hidrelétrica
Figura 2 - Gráfico de potência istalada de 1980 a 1998 e previsão de ampliação de 1999 até 2008

A partir da década de 80 o sistema elétrico passou a ser composto por três sistemas distintos, a saber:

Sistema Interligado Sul/Sudeste/Centro Oeste

Com uma capacidade instalada de 44.706 MW em dezembro de 1998, considerando somente 50% da capacidade instalada na UHE Itaipu (6.300 MW); possui 194 usinas hidrelétricas (41.102 MW - 92% ) e 25 usinas termelétricas (3.604 MW - 8%).

A capacidade instalada hidrelétrica neste sistema representa 69% do total nacional em operação, dispondo, ainda, de um potencial da ordem de 45 GW, já inventariado, para ser aproveitado.

Em termos de geração termelétrica, na região Sul se localizam as usinas a carvão (Jorge Lacerda, Presidente Médici, São Jerônimo, Charqueadas e Figueira), que totalizam 1.387 MW instalados, e usinas a óleo combustível, que totalizam 96 MW. Nas regiões Sudeste e Centro-Oeste existem usinas térmicas a óleo combustível - 1.441 MW, e a usina nuclear Angra I - 657 MW.

A capacidade atual de transferência do sistema de transmissão que interconecta as regiões Sul e Sudeste/Centro-Oeste é da ordem de 3.600 MW médios, no sentido Sul/Sudeste e 3.900 MW médios no sentido inverso. Esta interligação permite um intercâmbio de energia com característica marcadamente sazonal, com fluxos na direção Sudeste/Centro-Oeste, durante o período de maio a novembro (período seco, Sistema Sudeste/C.Oeste) e na direção Sul, durante o período de dezembro a abril (período chuvoso, Sistema Sudeste/C.Oeste).

Sistema Interligado Norte/Nordeste

Que corresponde aos mercados da região do baixo Tocantins, Belém, área de influência da UHE Tucuruí e toda a região Nordeste, com uma capacidade instalada de 14.716 MW; possui 17 usinas hidrelétricas (14.417 MW - 98%) e 3 usinas termelétricas (299 MW - 2%).

A capacidade instalada hidrelétrica representa 24% do total nacional em operação, dispondo, ainda, de um potencial, na região, de cerca de 61 GW, já inventariado, para ser aproveitado, considerando, no caso do Norte, as bacias do Tocantins/Araguaia, Xingu e Tapajós.

A capacidade atual de transferência da interligação entre as duas regiões é da ordem de 600 MW médios na direção Norte/Nordeste e 700 MW médios na direção Nordeste/Norte. Esta interligação também permite um intercâmbio de energia com característica marcadamente sazonal, com fluxos de energia na direção Nordeste no primeiro semestre do ano, quando existe abundância de água na bacia do rio Tocantins (UHE Tucuruí) e no sentido inverso, no segundo semestre do ano, quando as vazões do Tocantins se reduzem e o reservatório da UHE Tucuruí apresenta deplecionamento acentuado. Assim, durante o primeiro semestre, a região Nordeste armazena energia nos seus reservatórios, aproveitando os excedentes de água da UHE Tucuruí, que são "transportados" pela interligação na forma de energia elétrica e devolve parte desta energia, da mesma forma, quando existe escassez de água no reservatório da UHE Tucuruí.

Sistemas Isolados

Que correspondem a mais de 300 localidades eletricamente isoladas uma das outras, a maioria na região Norte.

Dentre elas destacam-se, pelo porte, os sistemas das seguintes capitais estaduais: Boa Vista, Macapá, Manaus, Porto Velho e Rio Branco. Os estados do Maranhão, Pernambuco, Bahia, Tocantins, Paraná, Mato Grosso do Sul e Rio Grande do Sul também apresentam Sistemas Isolados, porém de pequeno porte e com crescimento apenas vegetativo, não exigindo ações de planejamento da expansão por parte das concessionárias locais.

Os Sistemas Isolados da região Norte e do Mato Grosso, em função das particularidades e complexidades específicas de cada localidade, são identificados como "Sistemas das Capitais" e "Sistemas do Interior". Nestes últimos, cerca de 50% das localidades tem período de atendimento diário inferior a 24 horas; além disso, os racionamentos, embora em processo de equacionamento, ainda persistem em um montante da ordem de 20% do mercado.

A capacidade instalada total nos Sistemas Isolados é de 1.932 MW, em dez/98, dos quais 1.367 MW correspondem a usinas termelétricas e 565 MW a usinas hidrelétricas. Cerca de 85% dos Sistemas Isolados estão na região Norte, que engloba os estados da Amazonas, Roraima, Rondônia, Amapá e Acre, e tem um parque gerador de 1.907 MW (86% do total dos Sistemas Isolados do país), sendo 1.650 MW instalados nas capitais (1.144 MW em usinas térmicas e 506 MW em hidrelétricas) e 257 MW no interior, dos quais 27 MW em Pequenas Centrais Hidrelétricas - PCH’s e 230 MW em usinas térmicas.

Os 14% restantes da capacidade instalada total estão distribuídos pelos estados do Pará, Maranhão, Tocantins, Pernambuco, Bahia, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Paraná e Rio Grande do Sul que, apesar de serem estados atendidos pelos Sistemas Interligados, possuem Sistemas Isolados de pequeno porte, totalizando 295 MW, dos quais 246 MW em usinas térmicas e 49 MW em hidrelétricas (ELETROBRÁS,1998).

Na Figura 4, é apresentada de forma gráfica as parcelas representativas da geração hidráulica e térmica para cada um dos sistemas e a representatividade de cada um dos mesmos para sistema elétrico brasileiro.

Fonte: www.cf.org.br

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