- cerpch

Ano 12 Revista nº 47
OUT/NOV/DEZ - 2010
Universalização de Energia Elétrica no Brasil
Universalization of Electri power in Brazil
e mais
and more
Artigos Técnicos
Technical Articles
Leste Europeu sedia maior evento de máquinas hidráulicas
Eastern Europe held the largest event on hydraulic
Agenda de Eventos
Events Schedule
Comitê Diretor do CERPCH
Director Committee
Geraldo Lúcio Tiago Filho
Secretário Executivo
Gilberto Moura Valle Filho
CEMIG
[email protected]
[email protected]
Patrícia Cristina P. Silva
FAPEPE
[email protected]
Célio Bermann
IEE/USP
Cláudio G. Branco da Motta
FURNAS
[email protected]
[email protected]
José Carlos César Amorim
Editorial
IME
[email protected]
Antonio Marcos Rennó Azevedo
Jamil Abid
ANEEL
Hamiltom Moss
MME
[email protected]
[email protected]
Comitê Editorial
Editorial Committee
Mini-networks
04
UNIVERSALIZAÇÃO DE ENERGIA LÉTRICA NO BRASIL
MME concentra seus esforços nas comunidades isoladas
e de difícil acesso
Curtas
Presidente - President
Geraldo Lúcio Tiago Filho - CERPCH UNIFEI
Editores Associados - Associated Publishers
Adair Matins - UNCOMA - Argentina
Alexander Gajic – University of Serbia
Alexandre Kepler Soares - UFMT
Ângelo Rezek - ISEE UNIFEI
Antônio Brasil Jr. - UNB
Artur de Souza Moret - UNIR
Augusto Nelson Carvalho Viana - IRN UNIFEI
Bernhard Pelikan - Bodenkultur Wien – Áustria
Carlos Barreira Martines - UFMG
Célio Bermann - IEE USP
Edmar Luiz Fagundes de Almeira - UFRJ
Fernando Monteiro Figueiredo - UNB
Frederico Mauad – USP
Helder Queiroz Pinto Jr. - UFRJ
Jaime Espinoza - USM - Chile
José Carlos César Amorim - IME
Marcelo Marques - IPH UFRGS
Marcos Aurélio V. de Freitas - COPPE UFRJ
Maria Inês Nogueira Alvarenga - IRN UNIFEI
Orlando Aníbal Audisio - UNCOMA - Argentina
Osvaldo Livio Soliano Pereira - UNIFACS
Zulcy de Souza - LHPCH UNIFEI
03
Minirredes
Eletrobrás
[email protected]
News
10
CERPCH esteve presente do Hydro 2010
Hydro 2010 - CERPCH was there
Pesquisadora do CERPCH participa da 21ª edição do Congresso
Mundial de Energia
CERPCH researcher participates in 21st World Energy Congress
Índia sedia a oitava edição da Conferência Internacional sobre
Medidas de Eficiência Hidráulica
India held 8th International Conference on Hydraulic Efficiency
Measurements
Fabricante de turbinas inaugura no Brasil laboratório para ensaios de
modelagem
Turbine Manufacturer Opens a Laboratory for Modeling Simulation
in Brazil
Leste Europeu sedia maior evento de máquinas hidráulicas
Eastern Europe held the largest event on hydraulic Machinery
Artigos Técnicos
Technical Articles
Expediente
Editorial
Editor
Coord. Redação
Jornalista Resp.
Redação
Colaborador
Projeto Gráfico
Diagramação e Arte
Tradução
Geraldo Lúcio Tiago Filho
Camila Rocha Galhardo
Adriana Barbosa MTb-MG 05984
Adriana Barbosa
Camila Rocha Galhardo
Fabiana Gama Viana
Juliana Cunha
Angelo Stano
Joana Sawaya Almeida
Net Design
Lidiane Silva
Adriana Candal
PCH Notícias & SHP News
é uma publicação trimestral do CERPCH
The PCH Notícias & SHP News
is a three-month period publication made by CERPCH
Tiragem/Edition: 5.800 exemplares/issues
contato comercial: [email protected]
Av. BPS, 1303 - Bairro Pinheirinho
Itajubá - MG - Brasil - cep: 37500-903
e-mail: [email protected]
[email protected]
Fax/Tel: (+55 35) 3629 1443
ISSN 1676-0220
2
Editorial
Agenda
Schedule
19
59
Opinião 60
Opinion
A Abulia da Agenda Ambiental para as PCHs
The Apathy of the Environmental Agenda Towards SHPs
As PCHs e questões ambientais associadas
SHPs and Environmental Issues
Espaço do Leitor
Readers space
62
EDITORIAL
Um dos grandes desafios para o setor elétrico brasileiro sempre
foi a eletrificação rural. Ações concretas para eletrificar a zona rural,
comunidades isoladas entraram em pauta a partir do governo Fernando
Henrique por meio dos programas Luz no Campo e Proden. Já no governo
Lula essas ações foram intensificadas através do programa Luz para
Todos. Programa este que realmente tem trabalhado para alcançar a
universalização da energia. Segundo o secretário do Ministério de Minas e
Energia, Altino Ventura Filho, em 2011 o programa levará energia elétrica
a 100% do país.
Segundo dados do Censo de 2000, dois milhões de famílias do
meio rural viviam sem energia elétrica. Vale ressaltar que mesmo com o
esforço do governo federal, por meio do programa Luz para Todos diversas
ações, ainda, são necessárias para atender essas comunidades. Vamos
aguardar a divulgação dos dados do Censo 2010 para sabermos o quanto
avançamos.
Buscando um melhor entendimento sobre a política de mini redes em
nosso país, trazemos nessa edição uma matéria intitulada Universalização
de energia elétrica no Brasil, onde entrevistamos pesquisadores que estão
empenhados no desenvolvimento de projetos para levar a energia elétrica
às comunidades.
Nesta edição, destacamos o 25o Simpósio de Máquinas Hidráulicas
e Sistemas, realizado pela Associação Internacional de Engenharia e
Pesquisa Hidráulica (IAHR), evento bianual que este ano foi realizado pela
Universidade Politécnica de Timisoara, na Romênia.
Durante o evento a equipe do CERPCH propôs a criação de um grupo
de trabalho na América Latina, com representantes da Associação do
IAHR que irão realizar eventos bianuais, no Brasil, na área de máquinas
hidráulicas, respeitando o intervalo de realização do Simpósio de Máquinas
Hidráulicas e Sistemas.
O último trimestre de 2010 foi marcado pela a realização da 21ª edição
do Congresso Mundial de Energia realizada em Montréal, Canadá, onde o
Cerpch esteve presente, por meio da pesquisadora Regina Mambeli. Além
do Small Hydro Power, realizado em Washington, nos Estados Unidos com
a participação do pesquisador Fernando das Graças Braga da Silva.
Por fim, nessa última edição do ano, aproveito para desejar aos
leitores e às empresas parceiras um Feliz Natal e um Ano Novo de muito
Sucesso!
Geraldo Lúcio Tiago Filho
One of the greatest challenges of the Brazilian electric sector has always
been the electrification of the rural area. Concrete actions towards the
electrification of rural areas and isolated communities have been a topic of
discussion since President Fernando Henrique through programs like “Light
on the countryside” and “Proden”. With President Lula these actions have
been intensified through programs such as “Light for Everyone”, which has
really worked hard to reach the goals of energy universalization. According
to the secretary of the Ministry of Mines and Energy, Mr. Altino Ventura Filho,
the program will take electric power to 100% of the country in 2011.
According to the 2000 census, two million households on the rural
areas lived without electric power. It is important to highlight that, even
with the effort of the federal government through the program “Light for
Everyone”, many actions are still necessary to meet the needs of these
communities. Let us wait for the release of the results of the 2010 census
in order to know how far we have gone so far.
Looking for a better understanding about the policies of Mininetworks in our country, this edition of the magazine has an article
called Universalization of Electric Energy in Brazil, where we interview
the researchers that are focused on the development of projects to take
electric power to the communities.
This edition also highlights the 25th Symposium on Hydraulic
Machinery and Systems organized by the International Association of
Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR), a biannual event
that was held by the ‘Politehnica’ University of Timisoara and the Romanian
Academy – Timisoara Branch. During the event CERPCH´s (National
Reference Center for Small Hydropower Plants) team proposed the creation
of a work group in Latin America with representatives of the International
Association of Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR) that
will carry out biannual events, in Brazil, in the area of hydraulic machinery,
respecting the interval when the symposiums will take place.
The last quarter of 2010 was marked by the 21st World Energy
Conference carried out in Montreal, Canada, where the CERPCH was
represented by researcher Regina Mambeli. There was also the Small
Hydro Power, held in Washington, USA, with the participation of researcher
Fernando das Graças Braga da Silva.
In this last issue of the year I would like to wish all our readers and
partners a Merry Christmas and a New Year filled with success!
Geraldo Lúcio Tiago Filho
3
MINIRREDES
UNIVERSALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL
MME concentra seus esforços nas comunidades isoladas e de difícil acesso
Por Fabiana Gama Viana
O acesso aos serviços públicos, inclui-se aqui a energia elétrica, é indispensável para o desenvolvimento da sociedade e do
ser humano. Os serviços públicos representam a construção social que confere ao cidadão a condição de direitos fundamentais e
universais, sem os quais as pessoas estariam seriamente limitadas para desenvolver suas capacidades, exercer seus direitos ou
equiparar oportunidades (Martinez in GOMES & RIBEIRO, 2005).
A eletrificação rural sempre foi um grande desafio para o
setor elétrico brasileiro. A universalização dos serviços de energia elétrica teve importância marginal no início da reestruturação
do setor na década de 1990, e a expansão da eletrificação rural
entrou tardiamente na pauta de discussões dos tomadores de decisão. Segundo dados do Censo de 2000, dois milhões de famílias
do meio rural viviam sem energia elétrica, sendo que 90% delas
contavam com renda inferior a três salários mínimos e estavam,
em sua grande maioria, nos locais com menor Índice de Desenvolvimento Humano.
Recentemente, o programa federal de eletrificação rural Luz
Para Todos, criado em 2003, alcançou sua meta inicial de atender
10 milhões de pessoas sem acesso à energia elétrica. Praticamente
todas essas novas ligações foram realizadas através da extensão
da rede de eletricidade. “Em verdade, até hoje, só houve mesmo
extensão de rede, pois os pouquíssimos atendimentos que foram
feitos para consumidores isolados são insignificantes, quando se
considera o número de consumidores isolados desatendidos”,
explica o coordenador do Grupo de Estudos e Desenvolvimento
de Alternativas Energéticas (GEDAE) da Universidade Federal do
Pará (UFPA), professor João Tavares Pinho.
Segundo dados do Ministério de Minas e Energia (MME), até
setembro de 2009, o Luz Para Todos contabilizou o atendimento
a 2.116.522 famílias, levando energia elétrica a 10,6 milhões
de pessoas no meio rural. Além disso, verificou-se que, com a
chegada da energia elétrica nessas localidades, aumentou-se o
número de televisores e geladeiras, o que movimentou também
a economia local.
Comunidades isoladas e de difícil acesso
Mesmo com o sucesso inicial do programa, há muitos domicílios que ainda não possuem infraestrutura para receber energia
elétrica. Considerando-se a meta inicial (2 milhões de ligações) e
as novas metas (mais 1 milhão de ligações), aponta o Ministério
de Minas e Energia, 85% do programa foram cumpridos.
Segundo dados do relatório “Avaliação dos Sistemas Individuais de Geração de Energia Elétrica com Fontes Intermitentes
- SIGFI’s”, publicado pela ONG International Energy Initiative
(IEI) a partir de convênio com o Pro-Cobre Brasil, em outubro de
2009, o Brasil ainda tem o desafio de atender mais de 5 milhões
de pessoas; o que deverá ser feito até o final de 2011, novo
prazo determinado pelo Decreto 7.324/2010 para o cumprimento
do programa.
A grande maioria está localizada em áreas rurais distantes
da rede de distribuição e com acesso precário, como ocorre em
comunidades isoladas na Amazônia ou naquelas com restrições
legais, que impedem a extensão da rede convencional, como no
caso das reservas legais.
O desafio atual da universalização no Brasil é buscar soluções
tecnológicas, institucionais e regulatórias que possam atender
essa realidade. Os sistemas descentralizados ou autônomos de
4
geração de energia elétrica, aponta o relatório, possuem papel
importante a desempenhar nesse sentido, sendo, muitas vezes,
uma opção mais barata em comparação à extensão da rede.
Minirredes
Nesse contexto, em fevereiro de 2009, o Ministério de Minas
e Energia elaborou o Manual de Projetos Especiais, aprovado pela
Portaria MME nº 60, indicando procedimentos e prioridades que
serão aplicados no atendimento dessas comunidades no âmbito
do Luz para Todos. Os projetos especiais, define o manual, são
projetos de eletrificação rural voltados para o atendimento de
comunidades isoladas e de difícil acesso através da geração de
energia elétrica descentralizada, de forma sustentável, priorizando
o uso de fontes renováveis de energia e mitigando o impacto
ambiental, estimulando a adoção de minirredes para o atendimento
a essas comunidades.
As minirredes, afirma o coordenador do Programa Luz Para
Todos no Estado de São Paulo, professor Fernando Selles Ribeiro,
são pequenos trechos de rede de distribuição de energia elétrica
que, por motivos de ordem técnica, econômica e ambiental, não
podem ser interligados aos atuais sistemas das distribuidoras de
energia. “São consideradas uma forma de otimizar recursos de
geração de energia e de baratear e tornar mais confiável o atendimento de comunidades isoladas onde a rede convencional não
vai poder chegar ainda por um bom tempo”, completa Ribeiro.
A tecnologia das minirredes, explica o professor, é uma
alternativa ao atendimento individualizado por fontes locais de
energia, por exemplo, os sistemas fotovoltaicos domiciliares. Em
vez de cada casa receber uma unidade de sistema fotovoltaico
e ficar isolada das outras, é construída uma unidade central
geradora onde ficam instalados os painéis fotovoltaicos, o sistema
de controle e proteção, as baterias, os inversores e o barramento
de onde parte um circuito de distribuição de energia que é a
rede de baixa tensão que leva eletricidade às casas. Havendo
disponibilidade, outras formas de geração de energia elétrica
podem ser agregadas a essa pequena usina. “Além de apresentar
melhor confiabilidade, a potência de geração instalada nessa
configuração pode ser menor do que a soma das potências dos
sistemas individuais, porque se presume que as cargas não vão
ser ligadas simultaneamente”, completa Ribeiro. O Manual de Projetos Especiais contempla ainda o desenvolvimento desses projetos para execução de obras em escala
significativa, porém controladas, possibilitando às concessionárias
consolidar essas novas formas de atendimento, além de
ganhar experiência com as novas tecnologias, gerando dados e
informações junto ao órgão regulador e indicando padrões de
qualidade e custos de operação e manutenção.
Dentro desses projetos especiais, são consideradas opções
tecnológicas as mini e microcentrais hidrelétricas, sistemas
hidrocinéticos, usinas térmicas a biocombustíveis ou gás natural,
usinas solares fotovoltaicas, aerogeradores e sistemas híbridos,
resultantes da combinação de duas ou mais das fontes primárias:
solar, eólica, biomassa, hídrica e/ou diesel.
Incentivo às minirredes
Atualmente, o Luz para Todos está associado a dois encargos setoriais: a Conta de Desenvolvimento Energético (CDE) e
TECHNICAL
MINI-NETWORKS
ARTICLES
Universalization of Electri power in Brazil
MME concentrates its efforts on isolated communities and the ones that are difficult to access
Translation: Adriana Candal
The access to public services includes the access to electric
power, which is indispensible for the development of society and
the human being. The public services represent social construction,
which gives the citizens their fundamental and universal rights,
without those people would be seriously limited regarding the
development of their abilities, demand their rights or balance
their opportunities (Martinez in GOMES & RIBEIRO, 2005).
Rural electrification has always been an huge challenge for
the Brazilian electric sector. The universalization of the electric
power services, which were not given much attention at the
beginning of the re-structuring of the sector in the 90s. The
expansion of the rural electrification also became a late issue to
be discussed by the decision-makers. According to data from the
2000 Census, two million families that lived in the rural area did
not have electric Power, where 90% of them had an income lower
than e minimum wages and most of them lived in places were the
Human Development Index were the lowest.
Recently, the federal rural electrification program “light for
everyone”, created in 2003 reached its initial goal of reaching
10 million people who did not have access to electric Power.
Practically all of these new connections were carried out through
the extension of the electricity grid. “In fact, until today, there
has really only been an extension of a network, because very few
service calls made for isolated consumers have been insignificant
when considering the number of isolated consumers neglected,”
explains professor João Tavares Pinho, the coordinator of
the research group, Grupo de Estudos e Desenvolvimento de
Alternativas Energéticas (GEDAE, the Study and Development of
Alternative Energy Group) of the Federal University of Pará.
According to data from the Ministry of Mines and Energy
(MME) the program aided 2,116,522 families until September
2009, taking electric power to 10.6 million families in rural
areas. In addition, it was possible to observe that once these
communities had electric power, the number of fridges and
televisions increased, which also spinning the local economy.
Isolated Communities
Even with the initial success of the program, there are
still many households that do not have infra-structure to
receive electric power. Considering the initial goal (two
million connections) and the new goals (one more million
connections) the MME (Ministry of Mines and Energy)
show that the 85% of the program were fulfilled.
According to data of the report “Evaluation of the
stand-alone systems powered by intermittent energy
sources - SIGFI’s” published by the NGO International
Electric Initiative (IEI) after the partnership with the
Pro-Cobre Brasil, in October 2009, Brazil still has the
challenge of assisting over 5 million people, which
must be done by the end of 2011, the new deadline
established by Decree 7324/2010 regarding the fulfillment of the program.
Most of the households are located in rural areas
far from the distribution grid and with a precarious
access, as it happens in isolated communities in the
Amazon region or in places with legal restrictions,
which prohibits the extension of conventional power
lines, the case of legal reserves.
Today`s universalization challenge in Brazil is to look for
technological, institutional and regulatory solutions that can meet
the demands of this reality. The decentralized or autonomous
electric power generating systems, shows the report, have an
important role to perform in this sense, and many times is the
most inexpensive option compared with the expansion of the
power lines.
Mini-networks
Within this scenario, in February 2009, the ministry of Mines
and Energy elaborated a Manual for Special Projects, approved
by MME Ordinance 60, indicating the procedures and priorities
that will be applied to the needs of these communities through
the program “Light for Everyone”. The special projects, defines
the manual, are rural electrification projects aiming at the needs
of the isolated communities and those that have difficult access
through the decentralized generation of electric power, in a
sustainable way, giving priority to the renewable and mitigating
the environmental impacts, encouraging the adoption of mininetworks to help these communities.
The mini-grids, said professor Fernando Selles Ribeiro, the
coordinator of the Light for All programs in the state of São Paulo,
are small portions of the distribution of an electric power grid and
for technical reasons, being both economic and environmental,
cannot be linked to the current energy distribution systems. “They
are considered to be a way to optimize energy generation resources
and reduce costs along with making the service calls more reliable
in isolated communities where power from conventional grid will
not yet arrive for quite some time,” adds Ribeiro.
The technology of mini-grids, the professor notes, is an
alternative to singular service for local energy sources, for
example, the SHS. Instead of each home receiving a photovoltaic
system unit and become isolated from the others, a central
generation unit is built where the photovoltaic panels, the control
and protection system, batteries, inverters and the busbar
from where the distribution of an energy circuit which is a lowvoltage network that brings power to homes, are all installed.
5
MINIRREDES
a Reserva Global de Reversão, sendo a maior parte de fundo
perdido da CDE. De acordo com dados do MME, R$3,1 bilhões
foram investidos até setembro deste ano pelas distribuidoras e
cooperativas de eletrificação rural. Esse valor corresponde a 17%
do total investido.
Dando continuidade a isso e buscando incentivar a adoção
das fontes previstas nos projetos especiais, o governo prevê o
repasse de 85% dos recursos, a título de subvenção econômica,
através da CDE, enquanto as concessionárias contribuiriam com
15%. Os recursos do Luz para Todos ajudariam na implantação
da estrutura necessária para a geração da energia elétrica, enquanto os agentes executores se responsabilizariam pelo serviço
de energia e pela cobrança de taxas.
Obstáculos
Ainda que com esse incentivo no sentido de diminuir
o receio das concessionárias
em investir em fontes renováveis de energia, a questão
das minirredes no Brasil é
incipiente para tais empresas, apesar de ser um tema
discutido nas universidades
e instituições de pesquisa
de todo o país. Além disso, a
experiência internacional em
torno dessa nova modalidade
de atendimento está se consolidando. “A verdade é que nada ou muito pouco foi feito para
viabilizar as minirredes no Brasil, e o pouco que foi feito deve-se
muito mais a instituições de pesquisa do que propriamente aos
órgãos competentes do poder público”, lamenta o coordenador do
GEDAE/UFPA, professor João Tavares Pinho.
Mesmo com a importância da CDE para a disseminação da
geração através de fontes incentivadas, como os pequenos
aproveitamentos hidroenergéticos, energias solar, eólica e biomassa e, consequentemente, a universalização, Ricardo Pigatto,
presidente do Conselho Administrativo da Associação Brasileira
de Geração de Energia Limpa (Abragel), enfatiza que tal encargo
também passou a ser utilizado para compensação das perdas às
distribuidoras pelo consumidor de baixa renda. “Certamente com
o uso correto da CDE, as minirredes poderão ter seus desenvolvimentos acelerados e com uso das melhores técnicas e tecnologias para o atendimento das populações não atendidas”, explica.
Da mesma forma, no Brasil, ainda não há uma regulamentação
específica para as minirredes como existe, por exemplo, para
os Sistemas Individuais de Geração de Energia Elétrica através
de Fontes Intermitentes, o que dificultaria sua implantação
pelas concessionárias. Por conta disso, segundo o relatório do
International Energy Initiative, a concessionária que optar pela
minirrede, seja geração fotovoltaica, eólica ou outra qualquer,
terá que instalar medição em todos os consumidores, atendendo-os com a mesma regulamentação aplicada para o consumidor
atendido pela rede convencional. Aliado a isso, não existindo
regulamentação específica para as minirredes, aponta o relatório,
a concessionária não poderá limitar o consumo de cada família,
havendo grande possibilidade do sistema ficar esgotado por
aumento de carga e necessitando de investimento para aumento
da capacidade do sistema.
Certamente, as minirredes não são a solução para a universalização dos serviços de energia elétrica no Brasil. Contudo, grande
parte dos atuais desassistidos poderá contar com essa alternativa.
6
Os pequenos aproveitamentos hidroenergéticos são uma
tecnologia a ser adotada dentro das minirredes, o que está até
previsto no manual de projetos especiais publicado pelo MME.
Entretanto, a falta de uma regulamentação específica e de uma
política de governo acabam impedindo e dificultando a implantação desses empreendimentos nas comunidades isoladas com
potencial para isso. Ainda assim, quando há regulamentação voltada para as fontes renováveis alternativas, os pequenos empreendimentos hidroenergéticos acabam ficando de fora, como
foi o caso das resoluções ANEEL nº 390 e nº 391, voltadas para
as usinas eólicas e termelétricas.
CRITÉRIOS DE ATENDIMENTO
Manual de Projetos Especiais (Portaria MME nº 60)
•U
so de tecnologia que melhor aproveite os potenciais energéticos locais ou
regionais;
•S
istemas de geração descentralizada, com pequenos trechos de redes
de distribuição (minirredes) em tensão primária e/ou secundária, com
monitoramento a distância e sistema de faturamento pré-pago para
diminuição de custos de O&M;
•D
isponibilizar potência mínima capaz de atender às necessidades básicas
dos domicílios (iluminação, comunicação e refrigeração).
Fonte: Manual de Projetos Especiais (Portaria MME nº 60).
Referências
GOMES, Maria Cláudia; RIBEIRO, Renato Guimarães. Programas de Inclusão Social nos Serviços Públicos Regulados:
Análise dos Instrumentos de Avaliação. Anais IV Congresso
Brasileiro de Regulação. Tropical Manaus: Manaus, 2005.
Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede Elétrica no
Brasil: Panorama da Atual Legislação (2009). Estudo encomendado pelo Procobre Brasil e desenvolvido pelo Escritório Regional para a América Latina do International Energy Initiative (IEI).
MINI-NETWORKS
If there is availability, other forms of power generation can be
added to this small plant. “Besides showing better reliability, the
power generation installed in this configuration may be less than
the sum of the powers of the individual systems, because it is
presumed that the electric charges will not be connected together
simultaneously,” adds Ribeiro.
According to MME´s Manual for Special Projects the mininetworks, small distribution lines, are considered as a special
project, where the generation is carried out in a decentralized way
using renewable sources that are compatible to the local reality.
This way, when it is necessary, non-conventional distribution
networks are used such as underwater ways, etc…
The manual also talks about the development of these projects
so that a significant number can be carried out, enabling the
utilities to consolidade these new ways of assisting the population
and acquire experience with the new technologies, generating
data and information to the regulating organ and indicating
standards of operation and maintenance cost and quality.
Within these special programs, technological options such as
mini and micro-hydropower plants, hydrokinetic systems, biofuel
or natural gas thermal power plants, photovoltaic solar plants,
windmills and hybrid systems, resulting from the combination
of two or more primary sources (solar, wind, biomass, water or
diesel) are considered.
Encouragement to Mini-networks
Today, “Light for Everyone” is associated to two sectorial
charges: the Energy Development Account (CDE) and the Global
Reversion Reserve, where the largest part belongs to CDE´s
repayable. According to data from the MME, R$3.1 billion were
invested by the rural electrification distributors and co-operatives
until September. This value corresponds to 17% of the total
invested value.
In order to continue these ideas and encourage the adoption
of sources that are part of the special projects, the government
forecasts the allocate 85% of the resources as an economic
subvention through the CDE, while the utilities would contribute
with 15%. The resources of “Light for Everyone” would help the
implementation of the necessary structure for the generation of
electric power, whereas the executing agents would be responsible
for the power service and tax collection.
Obstacles
Even with this incentive aiming at reducing the fear of the
utilities of investing in renewable sources of energy, the issue
regarding mini-networks in Brazil remains incipient for such
enterprises, although it is a subject debated at universities and
research center all over the country. In addition, the international
experience regarding this new model is still being consolidated.
Even with the importance of the CDE for the dissemination of
the generation through sources that receive incentives such as
SHPs, solar energy, wind energy and biomass and, consequently,
the universalization. Mr. Ricardo Pigatto, president of the
management board of the Brazilian Association for the Generation
of Clean Energy (Abragel) emphasizes that such charge also
started to be used for compensating the losses of the distributors
caused by the low-income consumers. “Certainly, with the
correct use of the CDE, the development of the mini-networks
will be accelerated with the use of the correct techniques and
technologies to assist the population that is in need of this type
of assistance”, he explains.
Differently from the Individual Systems for Electric Power
Generation through Intermittent Sources, Brazil does not have
a specific regulation for mini-networks and that makes it difficult
for the utilities to implement them. Thus, the second report of
the International Energy Initiative the utility that opt to use
mini-networks with photovoltaic, wind or any other source of
generation will have to install a reader at every household, as it
is demanded by the same regulation applied to the consumers
connected to the conventional grid. In addition, the report says
that once there is no specific regulation for mini-networks, the
utility cannot limit the consumption of each household, creating a
significant possibility of exhausting the system due to an increase
in the load and consequently, the utility will need to invest in the
rise in the capacity of the system.
Certainly the mini-networks are not the solution for the
universalization of electric energy services in Brazil. However, a
considerable part of those who do not have energy will be able to
rely on this alternative.
The small hydropower potential are the technology that
should be adopted with the mini-networks, which is forecast
in the manual for special projects published by MME. However,
the lack of a specific regulation and a government policy end up
preventing and making the implementation of these enterprises
in isolated communities that have this potential difficult. Still,
when there is a regulation towards the alternative renewable
sources of energy, the SHPs end up being set aside, as it was the
case of ANEEL`s Regulations 390 and 391, which were made for
wind power plants and thermal power plants.
ASSINTING CRITERIA
Manual for Special Projects (MME Ordinance 60)
• the use of technology that best use the local or regional energy potentials;
• decentralized generating systems, with small distribution power lines
(mini-networks) in primary and/or secondary voltage with distant
monitoring and pre-paid charging system to reduce O&M costs;
• make the minimum power necessary to meet the basic demands of the
households (lighting, communication and cooling) available.
Source: Manual for special projects (MME Ordinance 60).
References
GOMES, Maria Cláudia; RIBEIRO, Renato Guimarães. Programas de Inclusão Social nos Serviços Públicos Regulados:
Análise dos Instrumentos de Avaliação. Anais IV Congresso
Brasileiro de Regulação. Tropical Manaus: Manaus, 2005.
Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede Elétrica
no Brasil: Panorama da Atual Legislação (2009). Estudo
encomendado pelo Procobre Brasil e desenvolvido pelo
Escritório Regional para a América Latina do International
Energy Initiative (IEI).
7
MINIRREDES
As
minirredes a sua falta de regulamentação no Brasil
“A verdade é que nada ou muito pouco foi feito para viabilizar as minirredes no Brasil”, lamenta o coordenador do Grupo de Estudos
e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE) da Universidade Federal do Pará (UFPA), professor João Tavares Pinho. Em
entrevista à PCH Notícias & SHP News, Pinho fala sobre a universalização do atendimento de energia elétrica no país e analisa a questão
das minirredes e sua falta de regulamentação.
coerente com seus discursos, além de abrirem seus “ouvidos”
para as instituições que desenvolveram projetos e acumularam
experiências – muito mais negativas do que positivas, mas de
muita relevância – na área de geração e distribuição utilizando
minirredes.
•A
s Resoluções ANEEL nº 390 e 391/2009 não contemplaram
os empreendimentos com energia solar fotovoltaica e nem
os pequenos empreendimentos hidroenergéticos. Como o
senhor vê isso?
• Como o senhor vê a questão das minirredes hoje no Brasil?
A questão das minirredes é uma das mais graves na universalização dos serviços de eletricidade, pois envolve uma gama
muito larga e diversificada de sistemas de geração e distribuição,
e é uma área que não tem sequer minuta de regulamentação,
embora se escute frequentemente dos órgãos competentes
que o problema está sendo estudado. A verdade é que nada
ou muito pouco foi feito para viabilizar as minirredes no Brasil,
e o pouco que foi feito deve-se muito mais a instituições de
pesquisa do que propriamente aos órgãos competentes do
poder público. Acrescento que, desde o ano de 2002, na mesma
época em que foram iniciados os trabalhos visando à criação da
regulamentação que resultou na Resolução ANEEL nº 83/2004
[Sistemas Individuais de Geração de Energia Elétrica com Fontes
Intermitentes - SIGFI’s], já se alertava para a necessidade de se
criar regulamentação específica para os sistemas isolados com
minirredes. •E
las seriam uma saída para a universa-lização do atendimento de energia elétrica no país?
Não há a menor dúvida sobre esse fato, uma vez que a
extensão da rede convencional não pode oferecer alternativa
viável ao atendimento de pequenas demandas isoladas em
condições de difícil acesso. Entretanto, para que isso possa
ocorrer, é necessário que os órgãos competentes passem a
encarar essa alternativa de maneira mais realista, e agir de forma
8
Como uma lamentável falta de visão dos planejadores
e executores das políticas públicas na área de energia. Pessoalmente, parece-me que os responsáveis pelo planejamento
energético do País não acompanham a evolução do resto do
mundo em determinadas tecnologias como, por exemplo, a solar
fotovoltaica, ao ponto de sermos surpreendidos por declarações
recentes (setembro de 2010) de que a tecnologia fotovoltaica
só começará a ser viável no Brasil a partir de 2030. Em minha
opinião, a paridade tarifária para a geração fotovoltaica no
local do consumo virá muito antes disso, independentemente
de nossa vontade ou interferência. O lamentável nesse
caso é que, se não fizermos nada, quando isso ocorrer, não
estaremos preparados do ponto de vista de produção nacional
de equipamentos, empresas de engenharia e de serviços com
mão-de-obra qualificada para tal e, eventualmente, até mesmo
de regulamentação. Louve-se neste caso a recente iniciativa da
ANEEL de divulgar uma nota técnica para manifestação pública
sobre a geração distribuída. A Resolução 390 prevê apenas o
registro de usinas fotovoltaicas.
•H
á a perspectiva de regulamentação de minirredes para
os empreendimentos com energia solar fotovoltaica?
Até o momento não tenho conhecimento de qualquer
iniciativa real a esse respeito, embora venha escutando
há mais de cinco anos que existe uma minuta pronta para
ser divulgada ao público. Durante muito tempo, ouviu-se
dos órgãos competentes não haver necessidade de se criar
regulamentação específica para as minirredes, uma vez que
essa regulamentação já existia para os sistemas de geração
isolados, como Manaus e outros similares, que obedecem
basicamente à mesma regulamentação do sistema interligado.
Aqui, novamente, verifica-se a falta de visão mencionada
na resposta anterior que, entretanto, parece estar mudando
recentemente. Oremos!
MINI-NETWORKS
The Mini-networks and the lack regulation in Brazil
“The truth is that very little or nothing has been done to make mini-networks feasible in Brazil”, regrets the coordinator of GEDAE
(Group of Studies and Development of Energy Alternatives of the Federal University of Pará (UFPA), Professor João Tavares Pinho. In
an interview to the PCH Notícias & SHP News, Professor Pinho talks about the universalization of the electric power in the country and
analyzes the issue of mini-networks and their lack of regulation.
•H
ow do you see the issue of the mini-networks in Brazil
today?
The problem with the mini-networks is one of the most serious
regarding the universalization of the electricity services, given
that it involves a huge and diversified range of degeneration and
distribution systems and it is an area that does not even have
a regulation draft, although we often hear from the responsible
organs that the problem is been dealt with. The truth is that very
little or nothing has been done to make mini-networks feasible
in Brazil and the little that has been done was carried out by
research institutions than the competent organs of the public
power. In addition, since the year of 2002, at the same time the
works aiming at the creation of the regulation that resulted in the
ANEEL`s Resolution 83/2004 (systems powered by intermittent
energy sources - SIGFI’s) people already warned about the need
to create a specific regulation for the isolated system with mininetworks.
•W
ould they be a solution for the universalization of electric
power in the country?
Undoubtedly, once the expansion of the conventional grid
cannot offer a feasible alternative to the supply of small isolated
demands in areas of difficult access. However, the competent
organs need to face this alternative in a realistic way for that to
happen, act in a coherent way with their speeches and open their
ears to the institutions that developed projects and accumulated
experiences – much more negative than positive, but very
relevant – in the area of using mini-networks for generation and
distribution.
•A
NEEL´s Resolutions 390 and 391/2009 did not contemplate
enterprises with solar photovoltaic energy nor SHP
enterprises. How do you see that?
I see it as a pitiful lack of vision of the planners and executors
of the public policies of the energy area. Personally, it seems
to me that the people in charge of the energy planning of the
country do not follow the evolution that is taking place in the
rest of the world regarding certain technologies such as the
solar photovoltaic energy. In September, for example, we were
surprised by statements saying that this type of energy will only
be feasible in Brazil from 2030 on. In my opinion, the tariff parity
for the photovoltaic generation at the place where it is going to
be consumed will come much before that regardless of our will
or interference. The sad thing about this case is that if we do not
do anything, when that happens, we will not be prepared from
the point of view regarding the national equipment production,
engineering and service companies with qualified workers and,
eventually, regulation. One must praise ANEEL´s initiative of
disseminating a technical note talking about distributed generation.
Resolution 390 forecasts just the registry of photovoltaic plants.
• I s there a perspective concerning the regulation of mininetworks for photovoltaic energy enterprises?
So far, not that I know of any real initiative about this, although
I have heard about the existence of a draft that is ready to be
published for over five years now. For a long time, we have heard
from the competent organs about the need to create a specific
regulation for mini-networks, given that there had already been
a regulation for isolated generation such as Manaus and other
similar places that obey basically the same regulations as the
interconnected system. Once more, we can observe the lack of
vision, which was mentioned in the previous answer, and seems
to be changing. Let us Pray!
9
CURTAS
CERPCH esteve presente do Hydro 2010
Hydro 2010 - CERPCH was there
Por: Juliana Cunha
CERPCH (National Reference Center For Small Hydropower
plants) participated in the International Conference and
Exhibition at the Lisbon Congress centre in Portugal between
27- 29 September 2010. Focused on hydropower, the event
addressed energy generation current economic factors and
sustainability based on the theme “Demands to meet a
changing world”.
Hydro 2010 took place in order to solve concerns about the
environment, debate the economic scenario of the alternative
sources of energy and the development of new solutions for
the hydropower sector. Within this scenario, the event aimed
at making a diagnosis and overcoming today’s obstacles for
the energy generation market at a worldwide level. Then,
the main obstacles for energy generation were presented,
considering the economy, the market’s needs and the world’s
environmental and social-economic impacts.
The participants talked about direct and indirect advantages
of hydro-electricity, its synergy with other renewable sources,
ways to improve its economy through safe planning and the
use of advanced technology for the design, construction and
refurbishment of alternative sources. In addition, questions
and solutions about aggregated generation, which proposes the
association of the trade of carbon credits to other mechanisms
that promote sustainability such as the multiple use of reservoirs,
were also addressed.
During the Conference, there were two specific sessions
on the area of SHP generation through cases that studied
Small Hydropower Plants and analyzed the results of the
implementation of these projects in the communities. After
debating today’s generation cost, which involves the whole
chain of SHP processes, the conclusion was that once the
environmental difficulties are overcame, the feasibility of each
step that involves the enterprise, the SHPs have an interesting
return rate for the entrepreneur.
The participation of CERPCH in this event showed the
importance of the interaction of potential enterprises and
manufacturers of the world such as Voith, Alstom, Andritz and
IDP, which showed new solutions and methodologies that will
overcome the main difficulties towards the growth of hydropower
sources such as the Small Hydropower Plants.
Arquivo CERPCH
O Centro Nacional de Referência em Pequenas Centrais Hidrelétricas (CERPCH) participou entre os dias 27 e 29 de setembro da
Conferência e Exposição Internacional Hydro 2010, realizada em
Lisboa, Portugal. Com foco em hidroenergia, o evento abordou a
geração de energia, fatores da economia atual e sustentabilidade
a partir do tema “Atender as exigências para um mundo em
mudanças.”
Para sanar as preocupações com o meio ambiente, discutir o
cenário econômico das fontes alternativas e o desenvolvimento de
novas soluções para o setor hidroenergético é que o Hydro 2010
acontece. Nesse contexto, o evento objetivou o levantamento
de diagnósticos e a superação dos atuais obstáculos para o
mercado de geração de energia em nível mundial. Para isso foram
apresentadas as principais barreiras na geração de energia,
levando em consideração a economia, a necessidades do mercado
e seu impacto ambiental e socioeconômico mundial.
Os participantes da Hydro 2010 discutiram sobre as vantagens diretas e indiretas da hidroeletricidade, sua sinergia com
outras fontes renováveis, modos de melhorar a economia através
de um planejamento seguro, e o uso da tecnologia avançada
para o design, construção e restauração de fontes alternativas.
Além disso, foram abordadas questões e soluções sobre geração
agregada, que propõe associar a comercialização do crédito de
carbono a outros mecanismos que promovam a sustentabilidade
como o uso múltiplo dos reservatórios.
Durante a Conferência foram realizadas duas sessões especificas na área de geração de PCH por meio de estudo de casos de
pequenos empreendimentos e análise de resultados da implantação desses projetos nas comunidades. Após debaterem sobre o
custo atual da geração que envolve toda a cadeia de processos de
uma PCH foi concluído que superadas as dificuldades ambientais,
de viabilização e cada etapa que envolve o empreendimento, as
pequenas centrais tem uma taxa de retorno interessante para o
empreendedor.
A participação do CERPCH neste evento evidenciou a importância da interação entre empresas e fabricantes potenciais
do setor hidroenergético mundial como a Voith, Alstom, Andritz e
IDP que expuseram novas soluções e metodologias para supir as
principais dificuldades para o crescimento de fontes hidroenergéticas como as pequenas centrais hidrelétricas.
Translation: Adriana Candal
Exposição realizada durante a Conferência em Lisboa.
Exhibition during the Conference in Lisbon.
10
11
CURTAS
Pesquisadora do CERPCH participa da 21ª edição
do Congresso Mundial de Energia
Por: Adriana Barbosa
A pesquisadora do Centro Nacional de Referência em Pequenas Centrais Hidrelétricas (CERPCH) e professora do Instituto
de Recursos Naturais (IRN) da Universidade Federal de Itajubá
(UNIFEI), Regina Mambeli Barros, participou da 21ª edição do
Congresso Mundial de Energia realizada em Montréal, Canadá.
O Evento reuniu cerca de cinco mil participantes e contou com
a participação de pesquisadores, agentes governamentais e não
governamentais com a missão de colaborar com outras organizações do setor da energia. Além de promover a investigação dos
meios de fornecimento e utilização de energia, visando o maior
benefício social e menor impacto nocivo sobre o meio ambiente.
Nos quatro dias do Congresso, foram discutidos os problemas e avanços no setor energético, nas mais diferentes formas.
O destaque foi para fontes renováveis de energia, onde o Brasil
é referencia.
O Congresso também envidou esforços para garantir uma
representação adequada dos países em desenvolvimento.
Em razão da situação de energia dizer respeito a todos consumidores de energia, o Congresso também incluiu um segmento
de público para tornar os cidadãos mais conscientes dos desafios
energéticos da nossa década, enfatiza Regina.
Nesse contexto, tornou-se relevante a participação do Centro nacional de Referência em Pequenas Centrais Hidrelétricas,
Fotos: Adriana Barbosa
Pesquisadora Regina Mambeli durante o Congresso Mundial de Energia.
Researcher Regina Mambeli during the World Energy Congres.
12
perante a comunidade internacional de energia, objetivando o
intercâmbio e desenvolvimento em energias renováveis e desenvolvimento sustentável, por intermédio de ações de articulação
cientifica tecnológica. As áreas de interesse entre os participantes do CERPCH e os participantes do evento versaram sobre
energias renováveis, sobretudo o desenvolvimento de tecnologias para turbinas de baixas e baixíssimas quedas para Pequenas
Centrais Hidrelétricas (PCHs), assim como de Turbinas Amigáveis
aos Peixes (TAPs), energia eólica e biomassa.
Além do CERPCH/Unifei, a delegação brasileira foi composta
por representantes da Eletrobrás, Petrobras, CEMIG, BNDES.
Durante o congresso foi realizada uma reunião paralela entre
representantes do CERPCH, mediada pelo consulado do Canadá
no Brasil, com representantes da Internacional Executive Education Montréal, entidade que visa ministrar cursos por meio de
parcerias com universidades, para estreitar futuras parcerias
com instituições de ensino brasileiras.
Visita Técnica
No último dia do congresso foram realizadas visitas técnica,
onde os participantes poderiam optar por quatro roteiros distintos. Os representantes do CERPCH foram conhecer a Usina
Hidrelétrica Beauharnois e Subestação
Châteauguay.
A Usina Hidrelétrica de Beauharnois é uma das maiores hidrelétricas do mundo, e está
apenas a 40 km a sudoeste de
Montreal. Equipada com 38 unidades geradoras que se estendem por quase um quilômetro, é
uma das estações mais poderosas
de geração da Hydro-Québec. A
Usina também desempenha um papel fundamental no desenvolvimento
da Hydro-Québec, em razão de sua localização geográfica, perto de Montreal
de Ontário e da fronteira dos EUA.
A subestação Châteauguay consiste
em uma das principais interconexões que
ligam o sistema Hydro-Québec para os Estados Unidos. Esta subestação está localizada em
Saint-Étienne-de-Beauharnois, cerca de 30 km
a sudoeste de Montreal. É uma das cinco 735-kV,
que é a forma de transmissão de linhas metropolitanas em todo o circuito de Montreal. Localizada perto da
estação geradora Beauharnois, a estação de conversão
Châteauguay é um componente-chave de uma das principais interconexões que ligam sistema Hydro-Québec para os
Estados Unidos. Seus equipamentos de corrente alternada
atendem aos requisitos do sistema em Québec, bem como
a operação ilhada de Beauharnois estação geradora. Uma
característica especial desta subestação é um laço de corrente contínua com dois módulos independentes de 500
MW (retificador e inversor). Este equipamento permite a
Hydro-Quebec e a rede do estado de New York serem
conectadas através de uma linha de transmissão de
corrente contínua.
NEWS
CERPCH researcher participates in 21st
World Energy Congress
Translation: Adriana Candal
Researcher with the National Reference Center for Small
Hydropower Plants (CERPCH) and professor of the Institute of
Natural Resources at the Feral University of Itajubá (UNIFEI),
Professor Regina Mambeli Barros participated in the 21st World
Energy Congress, which was held in Montreal, Canada.
The event gathered about five thousand participants including
researchers, governmental and non-governmental agents with
the mission of co-operating with other organizations of the
energy sector. It also promoted the investigation of the means
of supply and use of energy, aiming at a grater social benefit
and a smaller negative impact on the.
The Congress lasted four days when the problems and
advances in the energy sector were debated in several different
ways. The spotlight was upon renewable sources of energy, and
Brazil is a reference.
The Congress also made an effort to assure an appropriate
representation of the developing countries.
“As the situation of energy comprehends every consumer,
the Congress also included a public segment to make the
citizens more aware of the energy challenges of our decade,”
emphasizes Professor Barros.
Within this scenario, the participation of CERPCH became
relevant face the energy international community, aiming
at the exchange and development of renewable energy and
sustainable development through technological and scientific
articulation actions. The areas that showed common interest
between CERPCH and some other participants of the event
addressed renewable energy, above all the development of
technologies of turbines for low and very low heads for Small
Hydropower Plants (SHPs) such as the fish-friendly turbines,
wind and biomass energy.
Besides CERPCH/UNIFEI, the Brazilian group was formed by
representatives of Eletrobrás, Petrobras, CEMIG and BNDES.
During the Congress there was a parallel meeting between
CERPCH’s representatives and representatives of the Internacional
Executive Education Montréal, which is an entity that wants to give
courses through partnerships with universities in order to reduce the
distance of future partnerships with Brazilian Education Institutes.
This meeting was mediated by the Consulate of Canada in Brazil.
Technical Visit
There were technical visits on the last day of the Congress,
when the participants could choose among four different itineraries.
CERPCH’s representatives decided to visit the Beauharnois
Hydropower plant and the Châteauguay Substation.
Beauharnois hydropower plant is one of the largest in the
world. It’s located only 40 km southwest of Montreal. Equipped
with 38 generating units extending for nearly a kilometer,
Beauharnois is one of Québec’s most powerful generating
station. It also plays a key part in Hydro-Québec’s development
because of its geographical location near Montréal and the
Ontario and U.S. borders.
Châteauguay substation is located in Saint-Étienne-deBeauharnois, about 30 km southwest of Montréal. It is one
of five 735-kV substations whose transmission lines form the
metropolitan loop around Montréal. Located near Beauharnois
generating station, Châteauguay converter station is a key
component of one of the main interconnections linking HydroQuébec ‘s system to the United States. Its alternating-current
equipment meets system requirements in Québec , as well as
the islanded operation of Beauharnois generating station. A
special feature of this substation is a direct-current tie with
two independent 500-MW modules (rectifier and inverter). This
equipment enables the Hydro-Québec and New York State grids
to be linked via a direct-current transmission line.
Visita Técnica realizada na Usina Hidrelétrica
Beauharnois e Subestação Châteauguay.
Technical visit at Beauharnois hydropower plant and
Châteauguay substation.
13
CURTAS
Índia sedia a oitava edição da Conferência Internacional
sobre Medidas de Eficiência Hidráulica
India held 8th International Conference on
Hydraulic Efficiency Measurements
Fotos: AHEC
Por: Juliana Cunha
Prof. Tiago Filho e a aluna
Samantha Souza durante
conferencia na Índia.
Professor Tiago Filho and
undergraduate student
Samantha Souza during
the Conference in India.
O Centro Nacional de Referências em Pequenas Centrais
Hidrelétricas (CERPCH) participou entre os dias 21 e 23 de
outubro da 8ª Conferência Internacional sobre Medidas de
Eficiência Hidráulica, realizada em Roorkee na Índia.
O evento realizado pelo Alternative Hydro Energy Centre (AHEC) com o auxílio do Grupo Internacional de Medição
de Eficiência Hidráulica (IGHEM), reúne profissionais e pesquisadores atuantes em todo o mundo em áreas de medições de
desempenho em máquinas hidráulicas, sistemas auxiliares de
centrais hidráulicas e de estações de bombeamento, sistemas de
adução e outros.
A primeira conferência do IGHEM realizada na Ásia objetivou
contribuir para a melhoria das técnicas de medição e avaliação
do desempenho de máquinas hidráulicas e sistemas para auxiliar
na viabilidade do desenvolvimento de energia hidrelétrica. A
conferência abordou o uso eficiente dos recursos hídricos que
conduz a melhoria da gestão e manutenção do sistema.
A conferência é uma oportunidade para especialistas em
hidrelétricas e medição discutirem as últimas tendências em
hidráulica, medições e resolução de problemas. Além disso, é
realizada uma exposição para apresentação de equipamentos e
novos serviços.
Durante o evento os participantes foram convidados a discutir
temas relevantes para o setor como a importância de se avaliar a
eficiência das usinas hidrelétricas, instrumentação e calibração de
dispositivos de testes, estudo de casos de medidas de eficiência,
medidor de corrente e métodos de pressão diferencial, termodinâmica,
novas técnicas de medição entre outros.
Além do Secretário Executivo do CERPCH, professor Tiago
Filho, a Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) foi representada pela acadêmica Samanta Dias de Souza, aluna do 5°
ano do curso de Engenharia Hídrica, que está finalizando seu
estágio de graduação no Hydro Energy Centre – Indian Institute
of Technology Roorkee, na Índia. Ao participar da Conferência,
ambos estreitaram contatos profissionais com representantes
do setor hidráulico de diversos países como Itália, Canadá,
Alemanha, Nepal, República Tcheca e outros.
Sob a orientação do professor Arum Kumar do Instituto Indiano
de Tecnologia de Roorkee, Samanta realizou um estudo sobre o
laboratório de turbinas hidráulicas que o AHEC irá construir. Seu
estudo foi realizado por meio de uma simulação do sistema de
tubulação do futuro laboratório. Para concluir seu estágio, ela
escreveu um relatório de viabilidade para a PCH Daripuar.
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Translation: Adriana Candal
CERPCH (National Reference Center for Small Hydropower
Plants) participated in the 8th International Conference on
Hydraulic Efficiency measurements in Roorkee, India, between
October 21 – 23.
The event was organized by the Alternative Hydroenergy
Centre (AHEC) supported by the International Hydraulic Efficiency
Measurement Group (IGHEM). It gathers professionals and
researchers from all over the world and deals with all pressure,
flow and efficiency measurements necessary to determine the
energetic performance of hydraulic machines on site, such as
flow rate, head, specific energy, head loss etc.
The first IGHEM Conference held in Asia aimed at contributing
towards the improvement of the measurement and assessment
techniques of hydraulic machines and systems in order to help
the feasibility of the development of hydropower. The Conference
addressed the efficient use of water resources, which leads to the
improvement in the management and maintenance of the system.
The Conference is an opportunity for experts in hydropower
and measurement to debate the latest trends in hydraulics,
measurements and problem solving. In addition, there was also
an exhibition to display equipment and new services.
During the event the participants were invited to talk about
relevant issues regarding the sector such as the importance of
assessing the efficiency of hydropower plants, instrumentation and
calibration of testing devices, case studies of efficiency measures,
current measurement and differential pressure methods, thermodynamics, new measurement techniques among others.
Besides CERPCH’s executive secretary, Professor Tiago
Filho, the Federal University of Itajubá was represented by the
undergraduate student Miss Samanta Dias de Souza, a senior in
the water engineering course, who is about to finish her internship
at the Hydro Energy Centre – Indian Institute of Technology of
Roorkee, in India. By participating in the Conference, both had
closer professional contacts with representatives of the hydraulic
sector of several countries such as Italy, Canada, Germany,
Nepal, Czech Republic and others.
Under the orientation of Professor Arum Kumar of the Indian
Institute of Technology of Roorkee, Miss Souza carried out a study
on a laboratory of hydraulic turbines that the AHEC will build. The
study was carried out through a simulation of the pipe system
of the future laboratory. In order to conclude her internship, she
wrote a feasibility report regarding the Daripuar SHP.
Pesquisadores participantes da Conferência Internacional
sobre Medidas de Eficiência Hidráulica realizada na Índia.
Researches that participated in the International Conference on Hydraulic
Efficiency Measurements in India
15
CURTAS
Fabricante de turbinas inaugura no Brasil laboratório para ensaios de modelagem
Por: Adriana Barbosa
Desde o início de novembro o Brasil passou a contar com mais um Laboratório de Ensaios de Modelos Reduzidos para Turbinas
Hidráulicas. Esse laboratório é o primeiro particular instalado no país. Uma vez que no Brasil existem dois laboratórios do tipo, um
instalado na Universidade de São Paulo (USP) e outro na Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI).
O laboratório foi construído pela fabricante multinacional Andritz Hydro Inepar em um terreno em Araraquara, no interior de São
Paulo, onde teve suas obras iniciadas em 2008 com um investimento de R$ 15 milhões.
A empresa objetiva com esse laboratório desenvolver turbinas mais adequadas às atividades, por meio de ensaios com modelos
reduzidos. Além de propiciar estudos e testes para a empresa e seus clientes.
Segundo o presidente da empresa no Brasil, Julian Garrido, o projeto do laboratório e os equipamentos mecânicos foram desenvolvidos e fabricados no Brasil, mas englobam os conceitos dos principais laboratórios do grupo instalados ao redor do mundo.
Leste Europeu sedia maior evento de máquinas hidráulicas
Por: Camila Galhardo
Romênia
O sistema de energia elétrica romeno tem um
total de 20.630 MW de potência instalada, dos quais
6.422 MW em usinas hidrelétricas. A energia produzida em usinas hidrelétricas em 2008 foi de 17.105
GWh de um total de 64.772 GWh de produção de
energia elétrica. Além disso, para o período 20092015, capacidades novas hidrelétricas vão ser desenvolvidos, com um total de 2.157 MW de potência
instalada e um número estimado de 5.770 GWh /
ano a produção de energia. No mesmo período de
tempo, a renovação, modernização e reparação irá
aumentar a produção hidrelétrica real com um 349
GWh estimada/ano.
Brasil
Atualmente, o setor elétrico nacional, volta a
investir em grandes projetos hidrelétricos como
a UHE Belo Monte com capacidade instalada de
11,23GW localizado no rio Xingu e Santo Antônio
e Girau totalizando 7 GW no rio Madeira estado
16
Camila Galhardo
Durante os dias 20 a 24 de setembro, a Romênia recebeu
os principais pesquisadores do mercado no 25o Simpósio de
Máquinas Hidráulicas e Sistemas realizado pela Associação
Internacional de Engenharia e Pesquisa Hidráulica (IAHR).
O evento foi organizado pela Politehnica University of Timisoara (Universidade Politécnica de Timisoara) juntamente com
a Academia Romena – Timisoara Branch. E contou com a participação de mais de 150 cientistas e pesquisadores de 24 países,
vinculados às universidades, centros de tecnologia e indústria
para debater temas relacionados com tecnologias de ponta em
matéria de máquinas e sistemas hidráulicos com a finalidade de
reforçar o desenvolvimento sustentável dos recursos hídricos e
produção de energia hidrelétrica.
Os temas discutidos incluem design e otimização de turbinas
hidráulicas, questões ambientais no projeto e operação da turbina,
hidrelétricas sustentáveis, monitoramento, diagnóstico, otimização dos sistemas das pequenas centrais hidrelétricas (PCH’s), o
avanço em tecnologia inovadora e experimental entre outros.
O Brasil aprovou 5 artigos se igualando a França no número
de trabalhos apresentados , ocupando o oitavo lugar no ranking
do evento. Sendo os três primeiros colocados Romênia, China e
Canadá, com 25, 13 e 11 trabalhos respectivamente.
de Rondônia. Além do potencial da região Amazônia, como o
Complexo do rio Tapajós que será desenvolvido através de um
novo conceito, as Usinas plataforma, que apresentam um menor
impacto ambiental.
Sessão Latino Americana
Aproveitando o momento produtivo que as hidroelétricas enfrentam no Brasil, durante o evento a equipe do CERPCH propôs
a criação de um grupo de trabalho na América Latina, com representantes da Associação do IAHR que irão realizar eventos
bianuais, no Brasil, na área de máquinas hidráulicas, respeitando
o intervalo de realização do Simpósio de Máquinas Hidráulicas e
Sistemas. Dessa forma, o cenário nacional e da América Latina
poderá ampliar sua atuação junto aos esforços mundiais para
sanar os atuais desafios que enfrentam as máquinas hidráulicas
modernas. Para apoiar esta iniciativa a revista “PCH notícias &
SHP News” servirá de base para publicação de papers e pesquisas desenvolvidas na região o que proporcionará a publicação
um maior intercâmbio entre os pesquisadores. Está previsto para
2011 a realização da primeira reunião do grupo de trabalho que
será organizada em parceria com a Unifei/CERPCH e a Unicamp.
NEWS
Turbine Manufacturer Opens a Laboratory for Modeling Simulation in Brazil
Translation: Adriana Candal
Since early November, Brazil has been relying on one more Laboratory for Simulation of Reduced Models of Hydraulic Turbines.
This is the first private laboratory installed in the country. There are only two laboratories of this kind in Brazil, one at University of
São Paulo (USP) and the other at the Federal University of Itajubá (UNIFEI).
The laboratory was built by the multinational manufacturer Andritz Hydro Inepar in Araraquara, in the state of São Paulo. The
works began in 2008 with an investment of R$ 15 million.
The company intends to develop more appropriate turbines by using simulation with reduced models, as well as supply studies
and tests to the company itself and its clients.
According to the president of the company in Brazil, Mr. Julian Garrido, the project of the laboratory and the mechanical equipment
were developed in Brazil, but encompass the concepts of the main laboratories of the group installed throughout the worlds.
Eastern Europe held the largest event on hydraulic Machinery
Translation: Adriana Candal
The 25th edition of the IAHR Symposium on Hydraulic
Machinery and Systems, held in Timisoara, Romania, 20–24
September 2010, jointly organized by the ‘Politehnica’ University
of Timisoara and the Romanian Academy – Timisoara Branch
Over 150 scientists and researchers from universities,
technological centers and industries from 24 countries
participated in the event to debate themes related to new
technologies regarding machinery and hydraulic systems aiming
at reinforcing the sustainable development of water resources
and the production of electric power.
The themes include design and optimization of hydraulic
turbines, environmental issues in relation to the design and
operation of the turbines, sustainable hydropower plants,
monitoring, diagnosis, optimizations of Small Hydropower
Plant (SHP) systems, advances in innovative and experimental
technology, among others.
Five papers from Brazil were approved, as well as from France,
occupying the 8th position in the ranking of the event. The three
first places belong to Romania, China and Canada with 25, 13
and 11, respectively.
Professores e pesquisadores
apresentam trabalhos no
Simpósio de Máquinas Hidráulicas.
Professors and researchers
present their work at the
Hydraulic Machinery Symposium
Romania
The Romanian electrical power system has a total of 20,630
MW installed power, out of which 6,422 MW in hydropower plants.
The energy produced in hydropower facilities was in 2008 of
17,105 GWh from a total of 64,772 GWh electrical power production. Moreover, for the period 2009–2015, new hydropower
capacities are going to be developed, with a total of 2,157 MW installed power and an estimated 5,770 GWh/year energy production. Within the same period of time, the refurbishment, modernization and repair programs will increase the actual hydropower
production with an estimated 349 GWh/year.
Brazil
Today, the national electric sector once more started to invest
in large hydropower projects such as Belo Monte Hydropower
plant, with an installed capacity of 11,23GW, located on the River
Xingu and Santo Antônio and Girau, totaling 7 GW on the River
Madeira in the state of Rondônia. Besides the potential of the
Amazon region, the River Tapajós Complex will be developed
through a new concept, using platform Plants, which represent a
smaller environmental impact.
Latin America Session
Using the productive moment the hydropower
plants are going through in Brazil, CERPCH´s (National Reference Center for Small Hydropower Plants)
team proposed the creation of a work group in Latin
America with representatives of the International Association of Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR) that will carry out biannual events, in
Brazil, in the area of hydraulic machinery, respecting
the interval when the symposiums will take place. This
way, the national and Latin American scenarios will be
able to enhance their participation in the world’s effort
to find a solution for today’s challenges that face the
modern hydraulic machines. In order to support this
initiative the magazine “PCH notícias & SHP News” will
be the database for the publication of the papers and
researches developed in the region, which will provide
a larger number of publications and a larger exchange
among the researchers. The first meeting of the work
group is forecast to 2011 and it will be organized by
a partnership between Unifei/CERPCH and the University of Campinas (Unicamp).
17
FONTE DE ENERGIA
DA NATUREZA
De 20 a 22 de setembro de 2011 . Windsor Barra Hotel . Rio de Janeiro, Brasil
Junte-se a centenas de colegas e de empresas que estarão em exposição na HydroVision Brasil, o mais recente evento da
América Latina com foco no desenvolvimento da energia hidroelétrica da região e dos setores de represas e estruturas
civis. HydroVision Brasil fornece uma plataforma estratégica para a introdução de oportunidades de desenvolvimento
do bem da região e especialização para o restante mercado mundial de energia hidroelétrica. Atraindo uma audiência
internacional de tomadores de decisões centrais e especialistas técnicos envolvidos diretamente naindústria de
energia hidroelétrica, a HydroVision Brasil apresenta programas de conferências práticos e orientados para soluções
e exposições simultâneas centradas nas novas tecnologias, nas tendências futuras e nas soluções de negócios.
Para obter mais informações, visite www.hydrovisionbrazil.com
PROPRIEDADE E PRODUÇÃO DE:
18
APRESENTADO POR:
®
®
LIMNOPERNA FORTUNEI – MEXILHÃO DOURADO ATUALIDADE E PERSPECTIVAS FUTURAS
Maísa Lopes Martins
A ATUAL SITUAÇÃO DOS BARRAMENTOS DE GRANDE PORTE E AS PCH’s COMO ALTERNATIVA
DE GERAÇÃO DE ENERGIA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO URUGUAI (SUL DO BRASIL)
Lucas Gonçalves Da Silva
AS PEQUENAS CENTRAIS HIDRELÉTRICAS NO CEARÁ JUSCELINO CHAVES SALES
Karisa Marques de Mendonça, Natália Gomes Maciel
AVALIAÇÃO PRELIMINAR DAS INCERTEZAS HIDROLÓGICAS NA DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES
DE CHEIAS EM PROJETOS DE PCHs REGINA MAMBELI BARROS
Geraldo Lúcio Tiago Filho, Fernando Das Graças Braga da Silva
20
26
31
35
41
CRITÉRIOS INDICATIVOS PARA ANÁLISE DA VIABILIDADE DE SERVIÇOS DE MODERNIZAÇÃO DE HIDROGERADORES PINTO, Luciano Lopes
TIAGO Fº, Geraldo Lucio
GREGATTI, Augusto Cezar Mileo
49
UTILIZAÇÃO COMBINADA DE PEQUENAS CENTRAIS HIDRELÉTRICAS E CENTRAIS ELÉTRICAS EÓLICAS 56
Classificação Qualis/Capes
B5
ENGENHARIA III
INTERDISCIPLINAR
ENGENHARIAS I
Áreas de:Recursos Hídricos
Meio Ambiente
Energias Renováveis e não Renováveis
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ARTIGOS TÉCNICOS
COMPARAÇÃO DO MAPEAMENTO DO CAMPO DE VELOCIDADES, EM MECANISMO DE TRANSPOSIÇÃO
DE PEIXES DO TIPO RANHURA VERTICAL CONSTRUÍDO NA UHE DE IGARAPAVA, EM MODELO E PROTÓTIPO
Edna Maria de Faria Viana, Marco Túlio Corrêa de Faria, Carlos Barreira Martinez
TECHNICAL ARTICLES
Technical Articles Seccion
ARTIGOS TÉCNICOS
COMPARAÇÃO DO MAPEAMENTO DO CAMPO DE VELOCIDADES, EM MECANISMO
DE TRANSPOSIÇÃO DE PEIXES DO TIPO RANHURA VERTICAL CONSTRUÍDO NA
UHE DE IGARAPAVA, EM MODELO E PROTÓTIPO
Edna Maria de Faria Viana
Marco Túlio Corrêa de Faria
Carlos Barreira Martinez
RESUMO
Com a construção de barramentos, para geração de energia, irrigação e abastecimento, dentre outros, promovem-se impactos
devido à interrupção da migração de peixes pelos rios. Com isso, surge a necessidade da implementação de mecanismos de transposição
para os peixes. Entretanto, isso requer estudos hidráulicos para a verificação do comportamento do escoamento no interior do sistema.
A realização desses estudos diretamente no protótipo, ou em escala 1:1, inviabiliza a realização de alterações construtivas, ou são
muito onerosas. Com isso, busca-se estudar inicialmente em modelos reduzidos. No entanto, é necessário que haja uma comparação
entre o comportamento do escoamento no modelo e no protótipo, a fim de poder se observar a ocorrência das mesmas características
hidráulicas. Neste trabalho mapeou-se o campo de velocidades, em modelo e em protótipo, no intuito de comparar o comportamento
do escoamento nas diferentes escalas.
Palavras Chave: mecanismo de transposição de peixes, modelo reduzido, campo de velocidade
COMPARISON OF THE FLOW VELOCITY FIELDS OBTAINED FROM THE MODEL
AND PROTOTYPE OF THE VERTICAL SLOT FISHWAY OF THE UHE IGARAPAVA
ABSTRACT
The river dams used to hydropower generation, agriculture irrigation, and water distribution have a strong impact on fish migration.
Entire fish populations are impeded to swim downstream and upstream through the dam, event that affects strongly several fish species
preservation. In order to attenuate the negative ecological impact of dams, fish passages have been thought as a feasible solution for
the problem. The design and installation of fish passage require hydraulic studies to evaluate accurately their water flow behavior. At
the preliminary design stages, it is much less expensive to perform the hydraulic studies of this type of mechanisms in reduced models
than in full scale prototypes. However, there must be an acceptable hydraulic similarity between model and prototype. This work deals
with an experimental investigation about the hydraulic characteristics of the vertical slot fishway employed in the Igarapava hydroelectric
plant. A reduced model of the fishway mechanism is specially devised to measure the flow velocity fields at several operating conditions.
The reduced model flow velocity fields are compared with those obtained through the measurements taken from the prototype. This
comparative analysis of flow velocity fields permits to correlate the fishway hydraulic behavior at different geometric scales.
Keywords: fishway; reduced models; flow velocity maps; environmental issues
1. INTRODUÇÃO
Os peixes do sudeste brasileiro costumam ser divididos em dois
grandes grupos, de acordo com o comportamento reprodutivo:
migradores ou de piracema e não migradores (Godinho, 1993).
Dourado, surubim, pirá e curimatã são peixes de piracema que
para fins reprodutivos usualmente se deslocam rio acima. Esses
peixes são geralmente de maior porte e de maior valor comercial
que as espécies não migradoras.
Desde a implantação das primeiras hidrelétricas no Brasil,
tornaram-se evidentes as modificações nas comunidades de
peixes ocasionadas pelas construções de barragens para grandes
usinas (Godinho, 1993). Diante desse fato tornou-se necessária
a construção de mecanismos para transposição, com o intuito de
minimizar os impactos provocados por estas obras hidráulicas.
Atualmente a maioria desses empreendimentos, existentes no
Brasil, não possui passagem para peixes. O aumento do número
de instalações, de passagens para peixes, se deu devido à criação
de legislações estaduais que regulamentam a construção desses
mecanismos quando necessário. Os mecanismos mais utilizados
para a transposição de peixes são eclusas, elevadores e escadas,
que podem ser do tipo Denil, tanque com vertedor, canal natural,
ou ranhura vertical.
No entanto, entender o comportamento dos peixes em relação ao mecanismo de transposição de peixes (MTP) é fundamental para projetar, localizar e operar com sucesso tais dispositivos (Kynard, 1993). Durante décadas muitos avanços têm sido
conquistados no intuito de entender os comportamentos hidráulicos e dos peixes, e também a fisiologia das diferentes espécies migradoras. Com isso, alguns tipos diferentes de estruturas têm sido propostos para facilitar a migração de peixes pelos
barramentos (Kurdistani e Bajestan, 2002). Vários aspectos do
comportamento das espécies migradoras, como capacidade natatória, respostas a estímulos, agregação e respostas a fatores
ambientais físicos (e.g. iluminação, som, profundidade e velocidade da água), biológicos (e.g. competição por espaço e resposta a predadores) e químicos, influenciam sua capacidade de
encontrar a entrada do mecanismo e transpô-lo (Kynard, 1993).
Embora esse conhecimento seja fundamental, muito pouco ainda
sabemos sobre o comportamento de nossos peixes em relação
aos MTP (Godinho & Godinho, 1994).
Segundo Kynard (1993) o levantamento, do comportamento
dos peixes em mecanismos, é mais bem estudado em experimentos realizados em laboratório, no qual um canal hidráulico
controlado permite variar o fluxo d’água e as estruturas internas,
Centro de Pesquisas Hidráulicas (CPH), (EHR / DEMEC / DELT) UFMG – Av. Antônio Carlos 6627, Belo Horizonte, MG, Brasil.
contado – 31270-901, (031) 3499 4823, e-mail – [email protected], [email protected], [email protected]
20
TECHNICAL ARTICLES
monitorando ainda comportamento dos peixes. Ainda segundo
esse autor, para que se possa ter um conhecimento sobre as
soluções ideais, para a transposição de peixes em mecanismos a
serem implantados, é necessário a utilização de laboratórios com
condições adequadas, para estudos experimentais do comportamento de peixes, nos canais hidráulicos.
No país, os estudos abordando o comportamento de peixes em
mecanismos de transposição são ainda incipientes. Levando, assim,
com que os mecanismos de transposição de peixes implantados
no Brasil sejam construídos com base nos estudos realizados de
comportamento hidráulico e capacidade natatória de peixes de
clima temperado, como por exemplo o salmão. Entretanto, as
espécies de peixes brasileiros possuem características de nado
particularmente diferentes à dos salmões. Além disso, enquanto
nos rios do hemisfério norte apenas uma ou duas espécies fazem
a transposição, no Brasil, geralmente são varias espécies (com
características diferentes) que passarão pelo mecanismo.
Diante disso, tem-se a necessidade de se estudar os mecanismos já construídos na tentativa de melhorar sua eficácia.
Nesse trabalho, mapearam-se as velocidades em protótipo e
modelo reduzido de um MTP do tipo ranhura vertical da UHE de
Igarapava, no intuito de correlacionar o comportamento do escoamento e as velocidades encontradas nas duas escalas.
2. MTP DO TIPO RANHURA VERTICAL
Em 1943 o mecanismo, conhecido como “escada com slot
vertical” (ranhura vertical), foi desenvolvido, e representou um
grande avanço no projeto das escadas. O principio utilizado, de recirculação do escoamento dentro dos tanques, desse tipo de MTP,
aumenta a eficiência na dissipação de energia (Clay, 1995).
Este tipo de escada é conhecido como Hell’s Gate e teve a sua
primeira unidade construída, no rio Fraser, em British Columbia,
com ranhuras duplas e simples (Figura 1). A escada de peixes
com ranhuras verticais, consistem em um canal retangular com
fundo inclinado (ou fundo móvel) que é dividido internamente por
anteparos formando uma série de tanques (Rajaratnam, Vinne e
Katopodis, 1986).
trabalho, o que torna mais econômico e vantajoso se comparado
com outros fluidos (Kobus, 1980).
No entanto, é necessária a comparação dos resultados entre
modelo reduzido e protótipo, para a verificação da similaridade
dos parâmetros hidráulicos, e sua utilização em estudos futuros.
Diante disso, sentiu-se a necessidade da correlação do comportamento hidráulico entre modelo reduzido e protótipo de um
mecanismo de transposição de peixes do tipo ranhura vertical.
Iniciou-se o estudo com o levantamento do campo de velocidade no tanque do modelo reduzido, em laboratório, utilizando
como ferramenta de medição um Anemômetro LASER Doppler.
Em seguida, realizaram-se testes no protótipo utilizando um molinete para medição da velocidade.
Mapeamento do Campo de Velocidade em Modelo
Reduzido do MTP de Igarapava
Os mecanismos de transposição do tipo ranhura vertical
possuem geralmente comprimento e largura dos tanques correspondentes a 8 b0 e 10 b0, respectivamente (onde b0 é a
abertura entre os anteparos). Esses valores são considerados
como os que promovem melhor eficiência no sistema, segundo
estudos de Rajaratnam, Katopodis e Salanki (1992). Entretanto,
o mecanismo de transposição construído na UHE de Igarapava, e
objeto desse estudo, não respeita essas dimensões, tendo 7,5 b0
de largura e 7,5 b0 de comprimento cada tanque do mecanismo.
Para a realização dos testes em modelo reduzido construiuse um canal, com placas de acrílico com 8 mm de espessura,
com dimensões geometricamente correspondentes ao protótipo
do mecanismo de transposição de peixes existente na UHE de
Igarapava, na escala de 1:20. Assim, o canal possui 150 mm de
largura e paredes laterais com 225 mm de altura. Os anteparos
fixados no canal foram construídos em acrílico com 10 mm de
espessura e a distancia entre eles é de 150 mm (Figura 2).
150
150
FIGURA 1: Mecanismo de Transposição de Peixes do Tipo Ranhura Vertical
Dupla FONTE – Fonte: Martins, 2000
A escada do tipo ranhura vertical possui complexos detalhes
de anteparos, diferenciando dos outros tipos de escadas, sendo
que estes detalhes são usualmente finalizados com estudos do
modelo hidráulico (White e Pennino, 1980). Nestes estudos tem
de se levar em conta a diferença do nível da lâmina d’água de
um tanque para outro (DH). Este DH depende do tipo de peixe
que irá utilizar a escada para subir usando velocidade inferior a
explosão (Blake, 1983).
3. METODOLOGIA
A utilização de modelos reduzidos tem simplificado, e minimizado os custos na realização dos estudos experimentais. Na
maioria dos estudos em modelos utiliza-se água como fluido de
FIGURA 2: Canal e anteparos em acrílico do modelo reduzido
O reservatório superior, em fibra de vidro, corresponde ao reservatório de montante da usina, e o reservatório inferior, também
em fibra de vidro, simula a calha do rio a jusante da usina. A
ligação do canal ao reservatório inferior é feita por meio de uma
curva, calculada e construída com as características do protótipo.
À montante da curva tem-se a localização do reservatório de água
de atração (auxiliar). Para as correlações de vazão utilizou-se a
similaridade de Froude, que correlaciona a força de inércia pela
21
ARTIGOS TÉCNICOS
força gravitacional. O projeto do sistema, com o canal e os reservatórios, e a foto do sistema, podem ser observados na Figura 3.
de 10 mm. O primeiro plano se encontra a 10 mm do fundo do
canal e o último plano se encontra a 90 mm do fundo e a 5 mm
da superfície da água.
A Figura 4 mostra as direções e os pontos onde foram realizadas as medidas. Em cada ponto de medida definiu-se a captação da
velocidade com o Anemômetro LASER Doppler em duas direções,
entretanto, nos pontos muito próximos às paredes e aos anteparos
somente é possível se fazer medidas paralelamente a estes.
10 mm
E
D
C
Direção x
B
A
9
8
7
6
5
10 mm
4
180º
270º
90º
3
2
1
E D C
B
A 9
8 7
6 5
4 3
0º
2 1
Direção y
FIGURA 3 – Desenho do modelo reduzido do mecanismo de transposição
de peixes do tipo ranhuras verticais da UHE de Igarapava
FIGURA 4: Localização dos pontos de medição e posicionamento angular
das medidas
O sistema é alimentado por uma bancada de bombeamento
composta por duas bombas de 10 cv de potência, com capacidade
de recalcar 65 m3/h cada uma. As bombas succionam a água do
reservatório de jusante do MTP, e alimenta o sistema por três saídas. Uma saída alimenta o reservatório superior conectado ao canal com anteparos. O escoamento da segunda saída dirige-se ao
reservatório da água de atração, passando para o canal através
de uma rede de furos no fundo do canal anterior a curva. A terceira saída alimenta o próprio reservatório inferior, simulando o
escoamento das turbinas na calha do rio.
Mapeamento do Campo de Velocidade
no MTP da UHE de Igarapava
Procedimento de Medição
Para a realização de medidas com o LASER subdividiu-se o
volume de controle dos tanques em 9 planos distantes entre si
Trecho 2
Trecho 3
FIGURA 5: MTP completo da UHE de Igarapava (Fonte: CEMIG, 2002)
22
O MTP da UHE de Igarapava (Figura 5) é do tipo escada com
ranhuras verticais, construído em um canal de concreto com
3000 m de largura. Possui 282,40 m de comprimento, com 6%
de declividade para conseguir transpor um desnível de 17,00 m.
É constituída por 85 tanques e 86 defletores. Cada tanque possui
3000 mm de comprimento, e cada defletor 200 m de espessura.
Para se ter este comprimento total o mecanismo foi construído
em forma de Z, com três trechos. O primeiro é paralelo ao canal
de fuga e possui o comprimento de 60,80 m e 19 tanques. O
segundo trecho tem o comprimento de 140,80 m e 44 tanques,
e o ultimo trecho é perpendicular à barragem, possui 70,4 m de
comprimento e 22 tanques.
TECHNICAL ARTICLES
Os testes foram realizados em um tanque localizado na região
central do segundo trecho. A escolha desse local foi baseada na
necessidade de um ponto onde a interferência das curvas existentes à montante e à jusante do tanque fosse minimizada. Para a
realização das medidas construiu-se uma estrutura metálica, com
uma grade de fechamento no fundo. Esta estrutura, como visto na
Figura 6 (a), apóia-se no passeio e na parede lateral do canal, e o
piso da estrutura se encontra na altura do anteparo. O anteparo
possui 3,5 m de altura, e a parede lateral do canal 4,5 m.
A localização de cada ponto de medição é obtida com um
posicionador que é colocado sobre a grade de fechamento. O
posicionador é construído em madeira e serve também como de
piso da estrutura. O centro do furo de posicinamento da haste
possui 200 mm de distância um do outro. Assim, é possível fazer
o levantamento de velocidade com uma malha com passo conhecido nas direções x (do escoamento) e y (da parede a esquerda
para a direita do tanque). Este posicionador pode ser observado
na Figura 6 (b)
valor de velocidade se encontra na posição 11 da abscissa e 2 na
ordenada com magnitude de 1,8 m/s, após a correção por similaridade de Froude. No protótipo existe uma região com velocidades
superiores a 2,0 m/s, compreendida entre os pontos 10 e 11 na
abscissa, e 1 e 6 na ordenada. Além disso, ocorre uma maior descontinuidade da região de maiores velocidades, do escoamento
principal, no modelo quando comparada com o protótipo.
16
Velocidade Média Modelo – Plano 7
2
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10
Velocidade Média Protótipo – Plano 7
2
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A
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0
FIGURA 7: Mapa de iso-velocidades no tanque do MTP da UHE de Igarapava, a 1400 mm e 70 mm, acima do fundo do tanque no protótipo e no
modelo respectivamente
B
200 mm
O direcionamento dos vetores, deste plano (Figura 8), no
escoamento principal possui uma pequena diferença angular,
na comparação entre o modelo e o protótipo, onde observa-se
que, no protótipo, as setas possuem um direcionamento para a
região do maior anteparo, e somente próximo a passagem de
um tanque para outro, a direção das setas mudam. No modelo,
as setas se direcionam paralelamente as paredes do canal,
no escoamento principal, mudando de direção somente nas
proximidades da saída do tanque. Nota-se, ainda, que a região
de maior velocidade ocupa uma faixa mais larga no protótipo em
comparação com o modelo.
Velocidade Média Modelo – Plano 7
200 mm
FIGURA 6: A Suporte metálico para o posicionador do fluxímetro
B Posicionador para o fluxímetro
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14
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4
2
2
2
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Para melhor visualização do comportamento dos escoamentos no modelo e no protótipo, optou-se pela observação dos campos de velocidades médias em iso-velocidades e de vetores do
protótipo com os mapas correspondentes encontrados no modelo
reduzido após sua correlação pela similaridade de Froude. Neste
trabalho serão apresentados 4 planos intermediários que representam o comportamento do escoamento nas diferentes profundidades. O plano, medido a 1400 mm de altura em relação ao
fundo do canal no protótipo e a 70 mm de profundidade no modelo
reduzido (plano 7), são mostrados pela Figura 7, onde pode-se
notar que o escoamento no tanque comporta-se de maneira similar no modelo e no protótipo, com um uma região com maiores
velocidades ligando um tanque a outro, definida como escoamento
principal, e duas regiões de recirculação nas laterais. Entretanto,
no modelo reduzido a magnitude das velocidades no escoamento
principal é inferior à observada no protótipo. No modelo, o maior
Velocidade Média Protótipo – Plano 7
16
4
6
8
10
12
14
2
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6
8
10
12
14
FIGURA 8: Mapa de vetores no tanque do MTP da UHE de Igarapava, a
1400 mm e 70 mm, acima do fundo do tanque no protótipo e no modelo
respectivamente
Pela Figura 9 observa-se o comportamento do escoamento no
plano 5, a 1000 mm do fundo do canal no protótipo e 50 mm
no modelo reduzido. Nela nota-se um escoamento principal bem
mais similar, entre modelo e protótipo, inclusive na magnitude das
velocidades. Nos dois mapas de iso-velocidades observa-se uma
região com velocidades superiores a 2,0 m/s, próximo a entrada
do tanque até a posição 6 da ordenada, e a redução da magnitude
para aproximadamente 1,4 m/s no restante do escoamento
principal. Pelo mapa de vetores (Figura 10), no modelo reduzido,
pode-se observar que o escoamento principal as setas possuem
um direcionamento para a região do maior anteparo, nas posições
1 e 2 da ordenada, e em seguida se direciona para o tanque
de jusante. No protótipo esse direcionamento para a região do
anteparo maior se prolonga até a posição 10 da ordenada, e em
23
ARTIGOS TÉCNICOS
seguida tem-se a divisão do escoamento principal onde parte
passa para o outro tanque e parte gera uma recirculação.
16
Velocidade Média Modelo – Plano 5
16
2
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1.5
10
Velocidade Média Protótipo – Plano 5
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Velocidade Média Modelo – Plano 3
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FIGURA 9: Mapa de iso-velocidades no tanque do MTP da UHE de Igarapava,
a 1000 mm e 50 mm, acima do fundo do tanque no protótipo e no modelo
respectivamente
Velocidade Média Modelo – Plano 5
Velocidade Média Protótipo – Plano 5
2
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Velocidade Média Protótipo – Plano 3
2
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1.5
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0.5
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FIGURA 11: Mapa de iso-velocidades no tanque do MTP da UHE de
Igarapava, a 600 mm e 30 mm, acima do fundo do tanque no protótipo e
no modelo respectivamente
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Velocidade Média Modelo – Plano 1
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2
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Velocidade Média Protótipo – Plano 1
2
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1.5
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1
8
1
6
0.5
4
O próximo mapa de campo de velocidades mostrado é a
600 mm do fundo do canal no protótipo e a 30 mm do fundo
no modelo reduzido (plano 3). Pelo mapa de iso-velocidades
(Figura 11), observa-se que as magnitudes das velocidades são
mais elevadas, no escoamento principal, no modelo do que no
protótipo. Além disso, verifica-se, no modelo, que o escoamento
principal não possui descontinuidades nos valores das magnitudes
de velocidade, o que ocorre em toda a extensão no protótipo.
O direcionamento dos vetores (Figura 12) mostra perturbações
no escoamento principal, no protótipo, o que não acontece no
modelo reduzido. Essa perturbação pode ter sido ocasionada
pelo fato de no protótipo serem encontradas pedras de mão e
imperfeições na parede do fundo do canal, que podem promover
direcionamento e recirculações.
16
12
6
2
Velocidade Média Modelo – Plano 3
10
12
FIGURA 10: Mapa de vetores no tanque do MTP da UHE de Igarapava, a
1000 mm e 50 mm, acima do fundo do tanque no protótipo e no modelo
respectivamente
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2
4
6
O próximo plano a ser observado é a 200 mm do fundo do
canal no protótipo, correspondendo a 10 mm do fundo no modelo
reduzido (plano 1). Esses planos são os mais próximos do fundo
do canal e podem ser vistos pelas Figura 13 e 14.
14
2
4
FIGURA 12: Mapa de vetores no tanque do MTP da UHE de Igarapava, a
600 mm e 30 mm, acima do fundo do tanque no protótipo e no modelo
respectivamente
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2
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Velocidade Média Protótipo – Plano 3
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0.5
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FIGURA 13: Mapa de iso-velocidades no tanque do MTP da UHE de
Igarapava, a 200 mm e 10 mm, acima do fundo do tanque no protótipo e
no modelo respectivamente
Velocidade Média Modelo – Plano 1
Velocidade Média Protótipo – Plano 1
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4
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FIGURA 14: Mapa de iso-velocidades no tanque do MTP da UHE de
Igarapava, a 200 mm e 10 mm, acima do fundo do tanque no protótipo e
no modelo respectivamente
Pela Figura 13 observa-se um escoamento com grandes
perturbações no escoamento principal, tanto no protótipo como
no modelo reduzido. Entretanto, no protótipo a descontinuidade
encontrada é um pouco superior à observada no modelo. A
magnitude das velocidades no protótipo é inferior à magnitude
das velocidades do modelo. No modelo reduzido, apesar de ser
observada, ainda, perturbação no direcionamento das setas do
escoamento principal, essas são mais bem comportadas do que no
protótipo, onde não se não se defini com clareza o direcionamento
para o tanque de jusante e as regiões de recirculação (Figura 14).
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Através do teste de mapeamento de velocidades, no mecanismo de transposição de peixes do tipo ranhura vertical da UHE de
Igarapava, no protótipo e no modelo reduzido, pode-se concluir
TECHNICAL ARTICLES
que o comportamento hidráulico é semelhante nos dois sistemas,
com um escoamento principal (“parede hidráulica”), ligando a
abertura de um tanque a outro, com velocidades de maior magnitude, e duas regiões de recirculações à direita e à esquerda dessa
região de escoamento principal.
Entretanto, no teste realizado no modelo reduzido pode-se
observar que o mapa de velocidades é mais comportado, sem
perturbações no direcionamento das setas, no escoamento principal e nas recirculações, na maioria dos planos mapeados. O
único plano, onde se notam perturbações, devido ao efeito de
parede, foi a 10 mm do fundo do canal (plano 1), que se encontra
mais próximo do fundo em relação aos outros observados.
No protótipo, no entanto, têm-se perturbações no escoamento nos planos medidos em regiões mais próximas do fundo do
canal, a 200 mm (plano 1), e a 600 mm (planos 3). Essa maior
perturbação e sua ampliação por vários planos pode ter sido ocasionada pelo efeito de parede, muito mais presente no protótipo.
Nesse caso a estrutura é construída em concreto e já apresenta rugosidade elevada devido à abrasão. Além disso, o fundo é
bastante rugoso devido à existência de muitos blocos de pedra
de mão, roladas das laterais do canal da escada para peixes. No
caso do modelo reduzido as paredes são de acrílico e as emendas
foram tratadas de forma a não apresentarem rugosidade.
Com os resultados encontrados, pode-se verificar que para
escalas menores, como a de 1:20, os mapeamentos do campo
de velocidades no modelo reduzido é similar ao do protótipo na
região central do escoamento. Os campos de velocidades nas
regiões mais próximas do fundo do canal e da superfície da lâmina de água ocorrem pequenas diferenças na comparação entre
modelo reduzido e protótipo.
6. Agradecimentos
Agradecemos a Fapemig pelo suporte financiero que viabilizou a realização deste trabalho.
7. REFERÊNCIAS
• BLAKE, R.W. , 1983, Fish Locomotion, Cambridge University
Press, Londres, Inglaterra;
• CEMIG, 2002, Instalação de Usinas Hidrelétricas, Disponível
em: www.cemig.com.br Acesso em abril;
• CLAY, C.H., 1995, Design of fishways and other fish facilites
(2 nd ed.) Boca Raton, Lewis. 248p;
• GODINHO, A.L. , 1993 E os peixes de Minas em 2010 Ciência
Hoje, 16(91): 44-49, Brasil;
• GODINHO, H.P. & GODINHO, A.L. , 1994, Fish communitties in
southeaastern Brazilian river basins submitted to hydroeletric
impoundments. Acta Limnologica Brasiliensia 5:187-197, Brasil;
• KOBUS, H., , 1980, Hydraulic Modelling, Distribuído por Berlag Paul Parey – Hamburg – Berlin;
• KURDISTANI, S.M., BAJESTAN, M.S. , 2002, Experimental Investigation of Hydraulic Criteria in the Fishways, CSCE/EWRI
of ASCE Environmental Engineering Conf Niagara;
• KYNARD, B.E., 1993, Anadromous fish behaviour important
for fish passage. Canadian Technical Report of Fisheries and
Aquatic Sciences, 1905: 95-104;
• MARTINS, S. L., 2000, Sistemas de Transposição de Peixes,
Dissertação de Mestrado da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, SP, Brasil;
• RAJARATNAM, N., VINNE, V.D., KATOPODIS, C., 1986, Hydraulics of Vertical Slot Fishways, Journal of Hydraulic Engineering, vol. 112, n. 10;
• RAJARATNAM, N., KATOPODIS, C. e SALANKI, S., 1992, New
Designs for Vertical Slot Fishways, Canadian Journal of Civil
Engineering, n. 19, Ottawa, Canada;
• WHITE, D.K. e PENNINO, B.J., 1980, Connecticut River
Fishways: Model Studies, Journal of Hydraulic Engineering,
106(7);
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www.cerpch.org.br
25
ARTIGOS TÉCNICOS
LIMNOPERNA FORTUNEI – MEXILHÃO DOURADO
ATUALIDADE E PERSPECTIVAS FUTURAS
Maísa Lopes Martins
RESUMO
O mexilhão dourado (Limnoperna fortunei) é um molusco bivalente de água doce e salobra de cerca de três centímetros de
comprimento, originário dos rios asiáticos, principalmente da China. O L. fortunei reduz a passagem de água no interior de tubulações
com decréscimo de velocidade do fluxo de água, causando entupimentos nos sistemas coletores de água e também a contaminação de
água por causa da mortandade e deterioração em massa. O impacto econômico é grande para as empresas que fazem uso da água em
seus processos de geração. Considerando a rápida proliferação da espécie as pesquisas de controle devem ser priorizadas e realizadas
em paralelo com o monitoramento ambiental. O acompanhamento no interior da hidrelétrica desde a fase inicial de colonização é
fundamental, pois possibilitam conhecer a evolução do problema a tempo de serem adotadas medidas preventivas evitando problemas
operacionais inesperado. Diversas questões relacionadas ao tema serão tratadas em detalhe neste artigo, pois o objetivo deste é
levantar o conhecimento atual sobre a espécie invasora Limnoperna fortunei seus impactos ambientais, econômicos e perspectivas
futuras de controle em sistemas de geração de energia.
PALAVRAS CHAVES: Limnoperna fortunei, impactos, perspectivas futuras
LIMNOPERNA FORTUNEI - GOLDEN MUSSEL
PRESENT AND FUTURE PROSPECTS
ABSTRACT
The golden mussel (Limnoperna fortunei) is a bivalent mollusc of fresh and salty water of around three centimetres of length,
original from the Asian, rivers principally from China. L. fortunei reduces the passage of water in the interior of pipings with decrease
of speed of the flow of water, when collectors of water are causing blockages in the systems and also the contamination of water
because of the slaughter and deterioration in mass. The economical impact is big for the enterprises that they do I use the water in
his processes of generation. Finding the quick proliferation of the sort the inquiries of control they must be priorizadas and carried
out in parallel with the environmental monitoramento. The attendance in the interior of the hydroelectric one from the initial phase of
colonization is basic, so they make possible to know the evolution of the problem at time to preventive measures be adopted avoiding
operational problems unexpected. Several questions made a list to the subject will be treated in detail in this article, since you gave
the objective it is lift the current knowledge on the invading sort Limnoperna fortunei his environmental, economical impacts and future
perspectives of control in systems of generation of energy.
KEY WORD: Limnoperna fortunei, impacts, future perspectives.
As geradoras de energia americanas investiram US$ 3,1 bilhões (mais de R$ 6 bilhões) de 1993 até 1999. No Canadá,
apenas a empresa Ontario Hydro tem um gasto anual de
US$ 376 mil (R$ 752 mil) com o combate ao mexilhão zebra. [10]
(Figura 01.)
A introdução de espécies marinhas exóticas por meio da
água do lastro dos navios foi identificada como uma das quatro
maiores ameaças aos oceanos do mundo. As outras três ameaças
são: fontes terrestres de poluição marinha, exploração excessiva
dos recursos biológicos do mar e alteração, destruição física do
habitat marinho. Juras (2003).
A invasão do mexilhão dourado, considerado voraz e agressivo, tem provocado impactos sócio-econômicos significativos em
parte da população. O mexilhão interfere na reprodução de espécies nativas e causa prejuízos e desequilíbrio nos ecossistemas
onde se instala. Por ter grande capacidade de adaptação, não
encontrar inimigos naturais em nossas águas e ter alto poder
de reprodução – uma única fêmea coloca milhares de larvas –
adere e se fixa a qualquer superfície dura e forma crostas que
podem cobrir áreas extensas, construindo colônias que obstruem
completamente tubulações, filtros, sistemas de drenagens e canais de irrigação, o que exige interrupções mais freqüentes para
conservação. Ricciardi (1996).
O impacto econômico é grande para as empresas que fazem
uso da água em seus processos de geração. Os gastos com
outro molusco vindo da Ásia, o mexilhão zebra, tem causado
sérios problemas econômicos aos Estados Unidos e Canadá,
bloqueando as tubulações de água potável e os sistemas de
resfriamento das hidrelétricas. Ricciardi (1996).
Engenheira Ambiental / Técnica agrimensura, e-mail: [email protected]
26
Fonte: www.wikipedia.org/wiki/Mexilaozebra
1. INTRODUÇÃO
FIGURA 1: Mexilhão
Zebra USA – Lago
Michigan um dos
cinco Grandes Lagos
da América do Norte.
(Zebra mussels USA Lake Michigan one of
the five Great Lakes
of North America)
TECHNICAL ARTICLES
Em Itaipu, o mexilhão dourado alterou a rotina de manutenção
das turbinas ao fazer reduzir o intervalo entre as paralisações,
antecipando custos de quase US$ 1 milhão a cada dia de paralisação
do sistema. O mexilhão também se incrusta em estruturas
portuárias, força mudanças nas práticas de pesca de populações
tradicionais e prejudica o sistema de refrigeração de pequenas
embarcações, não raro, fundindo motores. Itaipu (2007)
Em reservatórios, eles são abundantes em locais mais profundos, colonizando preferencialmente áreas mais escondidas e
sombreadas. Ricciardi (1998)
Monitoramento na Central Hidrelétrica de Itaipu: realizada
pela equipe do Laboratório Ambiental-Margem Esquerda (ME) e
Laboratório de Bacteriologia-Margem Direita (MD), por meio de
coletas de água do sistema de refrigeração (dreno do filtro cunoflot, entrada de água para gerador diesel e caixa de vedação),
realizadas mensalmente pela filtragem de 600L de água por meio
de redes de plâncton com 25µm de abertura, e através de
campanhas de informação sobre o molusco direcionadas a funcionários da operação. Itaipu (2007)
2.1.2. Pós-Ocorrência:
2. MATERIAL E MÉTODOS
A. Monitoramento de larvas
2.1. O caso da Usina Hidrelétrica de Itaipu
As coletas na Central hidrelétrica de itaipu voltaram a ser
realizadas pelas equipe do Laboratório Ambiental-ME e Laboratório de Bacteriologia-MD em julho de 2007, após a contratação
de consultoria específica, e tem por objetivo avaliar e quantificar
as formas larvais (organismos de tamanho médio de 130 µm à
0,1 cm) como meio para subsidiar a medidas de combate ou
controle. Foram estabelecidos pontos de coleta nas unidades
geradoras 01, 10 e 15 nos seguintes locais: caixa espiral (elevação 87) e nos drenos do mancal guia superior (sistema de
resfriamento, elevação 98). Em todos os pontos foram instaladas
redes de plâncton com malha de 70 µm nas quais é filtrado um
volume de água não inferior a 4500L, (Figura 03). Após a coleta
as amostras são acondicionada em potes e encaminhada para
o Laboratório, aonde são fixadas em formol a 4%, fracionadas
através do amostrador de Folson, sendo contadas no mínimo 100
larvas identificadas como da espécie em questão e separadas
por fase de desenvolvimento. Em cada um dos pontos também é
realizada a aferição da temperatura da água (ºC). (Figura 03)
Fonte: Itaipu (dreno do mancal da guia superior elevação 98)
Fonte: Foto registrada por Maísa Lopes Martins ITAIPU - Julho de 2007
Maior hidrelétrica em funcionamento no mundo, Itaipu, cuja
potência instalada é de 14.000 MW (megawatts), foi uma das primeiras empresas a buscar alternativas para controlar a invasão dos
mexilhões dourados. Inicialmente, a direção aumenta a freqüência
na manutenção das máquinas geradoras de energia, em vez de uma
vez por ano, agora são feitas duas vistorias anuais. Itaipu (2007)
O gás ozônio é usado na tubulação dos trocadores de calor
(por onde passa a água que resfria o óleo que lubrifica as turbinas)
das unidades gerador. O método mostra-se eficaz no combate
localizado do molusco, ao impedir que uma substância segregada
pelo mexilhão dourado se solidifique e o fixe nas estruturas.
A Itaipu Binacional luta desde 2001 contra uma dessas pragas
– o mexilhão dourado (Limnoperna fortunei), responsável pelo
entupimento de encanamentos em equipamentos da hidrelétrica.
Passou a empreender um programa que tem reduzido progressivamente a quantidade de larvas da espécie em seu reservatório,
sendo obrigada a desligar uma turbina por semana, período em
que acumula um prejuízo de cerca de R$ 1 milhão. Itaipu (2007).
(Figura 02)
FIGURA 2: Mexilhão Dourado em locais da Usina Hidrelétrica de ITAIPU.
(Golden Mussel in places from the hydroelectric plant of Itaipu.).
2.1.1. Pré-Ocorrência:
Monitoramento no Reservatório e a Jusante da Hidrelétrica
de Itaipu (margem direita): realizado pelos estagiários do Laboratório Ambiental com a orientação de Leonilda Correia dos Santos, por meio de coletas de água em 20 estações a jusante da hidrelétrica, utilizando uma moto bomba para filtrar 100L de água
por amostra, em rede de plâncton de 25µm de abertura, em cada
ponto foram realizadas coletas de superfície meio e fundo. No
reservatório foram instalados substratos (frameworks) da Cidade
de Foz do Iguaçu à Guaíra.
FIGURA 3: Amostragem de larvas realizada no sistema resfriamento.
(Sampling of larvae held in the cooling system.).
B. Monitoramento de Adultos
Por ocasião das paradas de maquinas para manutenção, são
realizadas vistorias e coletas de material para quantificação nos
seguintes pontos: Câmara da comporta de serviço da tomada
d’água, Filtro do sistema de resfriamento (cunoflo), Reservatório do sistema de resfriamento dos geradores (RWR), e filtro
da caixa de vedação (hidrociclone). Na câmara da comporta de
serviço bem como no reservatório RWR, são utilizados campos
27
amostrais de 1 m² (mínimo de 2 máximo de 4), locados aleatoriamente, dentro dos quais são coletados todos exemplares,
acondicionados em sacos plásticos, identificados e encaminhados ao Laboratório Ambiental para triagem (separação da fauna
acompanhante) e contagem (organismos acima de 0,1 cm) e
medição (cm).
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Fonte: ITAIPU – 19 de julho 2008
A primeira ocorrência confirmada da espécie foi verificada na
Central Hidrelétrica de Itaipu, na câmara da comporta de serviço
da Unidade 11 em 20 abril de 2001, quatro meses após o início dos trabalhos de monitoramento, até então todas as análises
de água buscando formas larvais e substratos instalados haviam
sido negativas.
Fonte: Laboratório Ambiental de ITAIPU – 23 de julho 2008
ARTIGOS TÉCNICOS
FIGURA 5: Larvas de Limnoperna fortunei em diferentes fases de desenvolvimento coletadas no sistema de resfriamento da Central Hidrelétrica de
Itaipu. (Larvae of Limnoperna fortunei at different stages of development
collected in the cooling system of the Itaipu Hydroelectric Central.).
FIGURA 4: xemplares de Limnoperna Fortunei coletados na Central Hidrelétrica de Itaipu. (Copies of Fortune Limnoperna collected in the Itaipu
Hydroelectric Central.).
Os exemplares coletados se encontravam na densidade média
de 2 organismos/m2, com tamanhos variando de 0,6 à 3,5 cm
(Figura 04), demonstrando que a espécie já se encontrava no
ambiente, a provavelmente a mais de 1 ano. A partir desta data
houve um incremento no crescimento populacional, chegando a
abril de 2002 a densidade média de 14000 organismos/m2. A alta
proliferação é atribuído ao fato de que quando espécies exóticas
possuem como características rápida taxa de crescimento, alta
capacidade reprodutiva, potencial de adaptação , aliado ao fato
não existirem o patógenos naturais, predadores ou competidores
no novo ecossistema , elas rapidamente colonizam o ambiente.
Darrigran, Maroñas, Colautti, (2001)
Os resultados obtidos até o momento no monitoramento de
larvas realizado no interior do sistema de refrigeração demonstram
a ocorrência de larvas em todas as fases de desenvolvimento
(FIGURA 05). Comparando os valores da densidade média de
larvas que entram no sistema proveniente do reservatório (caixa
espiral) e a circulante no sistema de refrigeração, estes sugerem
maior quantidade no interior do sistema (Figura 5), fato que pode
estar relacionado à situação hidráulica diferenciada de captação das
amostras, porem somente com maior período de monitoramento
e pesquisa este fato poderá ser elucidado. As informações sobre
flutuações quantitativas e estágios de desenvolvimento servirão
como subsídio a estratégias de aplicação de tratamentos químicos
que se pretende implantar.
28
Durante o período de amostragem de larvas a temperatura
da água registrada nos pontos de coleta no interior da Central
Hidrelétrica variou de 27,5 – 29 ºC no e 30,5 – 32,5 ºC, na caixa
espiral (elevação 87) e sistema de resfriamento (elevação 98)
respectivamente.
Nos filtros do sistema de resfriamento (cunoflo), no filtro da
caixa de vedação (hidrociclone) e no reservatório dos geradores
(RWR), também pode ser observado um grande incremento
populacional (Figuras 06, 07, 08 e 09). Até o momento a adoção
de medidas de remoção física realizadas periodicamente nos
pontos considerados vulneráveis, tem se mostrado eficientes,
contudo tendo em vista o risco iminente, medidas de controle
químico (cloro e molusquicidas) estão sendo pesquisadas para
serem implementados.
A experiência de Itaipu nos leva a concluir que considerando a
rápida proliferação da espécie as pesquisas de controle devem ser
priorizadas e realizadas em paralelo com o monitoramento ambiental, e que o acompanhamento no interior da hidrelétrica desde
a fase inicial de colonização é fundamental, pois possibilitam conhecer a evolução do problema a tempo de serem adotadas medidas preventivas evitando problemas operacionais inesperados.
3.1. Procedimentos para o controle
• Disponibilizar informações atualizadas sobre a área de ocorrência de L. Fortunei;
• Estudar a possibilidade do uso de tintas antiincrustantes nas
cisternas, reservatórios e cascos das embarcações que navegam nos rios;
• Não transferir material oriundo de pesca dos rios da bacia do
Paraná, ou de outros locais onde ocorra o mexilhão-dourado,
para tanques de piscicultura, a fim de não contaminar os cultivos; (LACTEC, 2003)
3.2. Métodos preventivos
• Conscientizar a todos sobre as formas de propagação deste
molusco. Toda mídia deve ser utilizada para ampla divulgação dos malefícios que este bivalve gera e de como se propaga com grande facilidade.
• Barreiras Sanitárias-Maior controle das águas de lastro e dos
cascos das embarcações de qualquer porte. (LACTEC, 2003)
TECHNICAL ARTICLES
FIGURA 6: Proliferação de Limnoperna fortunei observado nos filtros
(cunoflo) do sistema de resfriamento da Central Hidrelétrica. (Proliferation
of Limnoperna fortunei observed in filters (cunoflo) of the cooling system
of the Central Hydro.).
FIGURA 9: Proliferação de Limnoperna fortunei no interior dos dutos do
sistema de resfriamento. (Proliferation of Limnoperna fortunei inside the
ducts of the cooling system.).
4. CONCLUSÃO
FIGURA 7: Proliferação de organismos de Limnoperna fortunei no interior
do filtro da caixa de vedação (hidrociclone) da Central Hidrelétrica. (Proliferação de organismos de Limnoperna fortunei no interior do filtro da caixa
de vedação (hidrociclone) da Central Hidrelétrica.).
FIGURA 08: Proliferação de Limnoperna fortunei no interior do reservatório
dos geradores (RWR) da Central Hidrelétrica. (Proliferation of Limnoperna
fortunei inside the shell of the generators (RWR) of the Central Hydro.).
Através deste artigo conclue-se que a introdução de espécies
exóticas marinhas por dispersão em água de lastro vem a ser
um dos grandes problemas ao transporte marítimo internacional,
dificultando as atividades comerciais e causando desequilíbrios
ao meio ambiente, com também prejuízos comerciais e na saúde
humana.
No Brasil a espécie invasora Limnoperna Fortunei mais conhecido como Mexilhão Dourado tem trazido inúmeros impactos ambientais e econômicos principalmente para usinas hidrelétricas na
bacia do Paraná.
A indústria brasileira de energia elétrica sofrerá as maiores
perdas se o Limnoperna fortunei se espalhar. Este problema será
seguido pelas outras indústrias que usam água bruta nos seus
processos industriais. Os setores de aquicultura e pesca serão
impactados em vários graus. Os setores de abastecimento, irrigação e tomadas d’água privadas já estão sendo afetados. Os
impactos ambientais também ocorrerão, mas é difícil predizer e
quantificar.
Portanto devemos realizar estudos paralelos em laboratório e
também em ambientes invadidos por L. fortunei, gerar informações biológicas e ecológicas que permitam decifrar alguns dos
aspectos inerentes ao processo de invasão. Esse conhecimento,
juntamente com a capacidade de previsão dos impactos associados à sua introdução, principalmente em ambientes lênticos,
é fundamental para a elaboração e aplicação de planos de controle direcionados a impedir a disseminação da espécie, além de
possibilitar uma definição mais precisa e criteriosa das respostas
aplicadas na mitigação dos impactos causados pela invasão de L.
fortunei em um determinado ambiente.
Assim há necessidade de investimentos por parte das empresas onde se utilizam recursos hídricos, e dos Órgãos Governamentais, no sentido de realizar pesquisas com metodologias
alternativas, a médio e longo prazo. Todo o investimento feito,
seguramente evitará prejuízos muito mais sérios a Economia
Brasileira e ao Meio Ambiente.
Com a manifestação e comprovação dos problemas causados
pelas espécies exóticas invasoras, a comunidade internacional
viabilizou através da Conferência Internacional das Nações Unidas para o Meio Ambiente e Desenvolvimento, com sede no Rio
29
ARTIGOS TÉCNICOS
de Janeiro, em 1992, juntamente com a Organização Marítima
Internacional (IMO) e outros órgãos internacionais, estudos capazes de solucionar o problema da transferência de organismos
nocivos pela água de lastro dos navios, possibilitando análises e
pesquisas sobre possíveis soluções ao tema.
A tomada de medidas sobre o problema, culminou com a
adoção de treze diretrizes pela IMO, que propõem uma melhor
gestão e soluções a não dispersão desses organismos.
As Diretrizes da IMO não são uma solução definitiva para o problema, servem como ferramentas de gestão, para minimizar os riscos relacionados com a água de lastro descarregada, porém servem
como linha mestra ao combate das espécies exóticas invasoras.
Já o programa Globallast pretende representar seis regiões
em desenvolvimento no mundo, sendo estes países pilotos, uma
busca de soluções aos demais portos do mundo, servindo assim
de modelo de gestão a ser implementado mundialmente.
Desempenhando seu papel de proteção ao meio ambiente, o
Brasil também estabeleceu critérios para a proteção das águas
nacionais, através da Normam 20, da DPC, que busca também
minimizar os possíveis impactos causados pela dispersão das espécies exóticas na costa brasileira.
Assim, a solução à proliferação das espécies exóticas invasoras requer uma colaboração e solidariedade em nível internacional, já que o problema é complexo e demandam debates avançados e novas tecnologias de combate.
5. AGRADECIMENTOS
À Deus e à Nossa Senhora Aparecida pela sua presença constante na minha vida, sem que eu precisasse pedir, pelo auxílio
nas minhas escolhas e me confortar nas horas difíceis, pois não
foi fácil, mas muito obrigada por tudo aquilo que eu fui, que sou
e que ainda serei.
Agradeço os meus orientadores, Juscelino Viera Mendes,
Leonilda Correia dos Santos, Jarbas Junqueira Moreira, pelos
importantes ensinamentos tanto científicos quanto pessoais, pela
amizade e apoio.
Aos integrantes do laboratório Ambiental de ITAIPU, pela
atenção nos momentos que os procurei, pelo carinho no período
de estágio e acompanhamento deste trabalho.
Ao CERPCH e a V SEMEAR Seminário de Meio Ambiente e Energias Renováveis, pela oportunidade e incentivo.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
• [1]JURAS, I. A. G. M. (2003) – “Problemas causados pela
água de lastro”
• Fonte: <www.camara.gov.br/internet/diretoria/conleg/
Estudos/211161.pdf.> Acesso em 31 de Março 2010.
• [2]RICCIARDI, A. (1996) “Limnoperna fortunei (Mytilidae):
The Next Macrofouling Mussel to Invade North America?”,
Sixth International Zebra Mussel and Other Aquatic Nuissance
Species Conference – Dearborn, Michigan.
• [3]ITAIPU, Laboratório Ambiental. Material divulgado e análise de coleta de Mexilhões Dourados durante o período de
férias – Julho 2007, realizada pela acadêmica Maísa Lopes
Martins, orientada pela Prof.ª Msc. Leonilda Correia dos Santos, pesquisadora do Limnoperna Fortunei de ITAIPU.
• [4]DARRIGRAN, G. A.; MAROÑAS, M. E.; COLAUTTI, D. C.
(2001) “Primeras estimaciones de concentraciones letales de
um biocida para el molusco invasor Limnoperna fortunei (Mytilidae)”, ACTAS Seminario Internacional sobre Gestión Ambiental
e Hidroelectricidad – Complejo Hidroeléctrico de Salto Grande.
• [5]RICCIARDI, A. (1998) “Global range expansion of the asian
mussel Limnoperna
• fortunei (Mytilidae): another fouling threat to freshwater systems”, Biofouling 13(2): 97 – 106.
• [6]LACTEC, Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento
(2003) Disponível em: <www.guiaglobal.com.br> Acesso em
5 de Abril 2010.
CERPHC, líder na divulgação de novas tecnologias para geração de
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30
TECHNICAL ARTICLES
A ATUAL SITUAÇÃO DOS BARRAMENTOS DE GRANDE PORTE E AS PCH’s
COMO ALTERNATIVA DE GERAÇÃO DE ENERGIA NA BACIA HIDROGRÁFICA
DO RIO URUGUAI (SUL DO BRASIL)
Lucas Gonçalves da Silva
RESUMO
Barramentos afetam diretamente o fluxo sazonal e a dinâmica dos rios. A bacia Uruguai, sul do Brasil, já está fortemente
impactada por barragens de produção hidrelétrica e novos empreendimentos são tendência de investimentos. Através do processamento
de imagens de satélite LANDSAT 7ETM em software de geoprocessamento especializado, foram obtidas altitudes e áreas de bacia de
todo o sistema hidrográfico Uruguai. A partir desses dados, foi gerada uma matriz de análise dos atuais barramentos contruídos e
planejados, visando o gerenciamento da bacia como um todo. As usinas hidrelétricas são potenciais impactantes da biodiversidade
local e pequenas centrais hidrelétricas podem ser uma alternativa de geração de energia e conservação das espécies da bacia.
PALAVRAS-CHAVE: barramentos, peixes migradores, PCH’s, biologia da conservação.
CURRENT SITUATION OF LARGE DAMS AND THE SPHs AS A TOOL TO ENERGY
GENERATION IN THE URUGUAY RIVER BASIN (SOUTHERN BRAZIL)
ABSTRACT
Dams directly affect the seasonal flow and rivers dynamics. The Uruguay river basin, southern Brazil, is already heavily impacted
by hydropower projects and dams, and are new trend in power investments. Through LANDSAT 7ETM satellite images processing in a
GIS software, were obtained altitudes and basin areas around the Uruguay river system. From these data, we generated an analysis
matrix of current and planned hydropower dams in order to manage the basin as a whole. Hydropower dams are potentially impacting
local biodiversity and small hydropower projects can be an alternative to energy generation and species conservation in the basin.
KEYWORDS: dams, migratory fish, SPH, conservation biology.
1. INTRODUÇÃO
O atual crescimento populacional e econômico tem resultado
em uma pressão ambiental nunca antes documentada e altíssimas taxas de utilização de recursos naturais. Os recursos hídricos
estão inseridos dentro deste contexto de exploração humana, e
são utilizados com múltiplas finalidades, sejam elas de cunho
econômico, social ou ambiental (WONG et al., 2007). Agricultura,
pecuária, indústria, altas taxas de urbanização e as crescentes
demandas energéticas são os principais motivos de utilização de
recursos hídricos e que levam ao forte impacto sobre ecossistemas aquáticos (WWF, 2006).
Segundo estudo realizado pela WWF (2004) há cerca de
45.000 barragens no mundo (maiores que 15 m) e cerca de
60% dos 227 maiores e mais importantes rios do planeta estão
severamente afetados por barramentos. As barragens acabaram
se tornando um fenômeno global (MOYLE & MOUNT, 2007) e,
no Brasil, cerca de 90% da matriz energética é composta por
hidrelétricas (PETRERE et al., 2002). A discussão em torno do
tema tem se mostrado de forma dicotômica, onde há posicionamentos favoráveis a essa forma de produção de energia e posicionamentos contrários à implementação de novas hidrelétricas
(SILVA, 2007), envolvendo debates de contexto ambiental, social
e econômico (GRAF, 2005; GRAF, 2006; WONG et al., 2007).
A biodiversidade de ecossistemas ripários depende da heterogeneidade de habitat e da sazonalidade dos pulsos de inundação,
sendo que barramentos de grande porte alteram esse padrão,
tornando os cursos d’água mais homogêneos (POFF et al.,
2007). As conseqüências da alteração de ecossistemas aquáticos
por barragens ainda são pouco conhecidas, mas devem ser
tratadas como questões ambientais importantes (PRINGLE et al.,
2000; GODINHO & KYNARD, 2008). Barramentos podem trazer
implicações ecológicas como: alteração na diversidade de espécies
e desmatamento de matas ciliares (POFF et al., 1997; BUNN
& ARTHINGTON, 2002; MOL et al., 2007; WONG et al., 2007),
mudanças nos padrões de migração das espécies (ZANIBONIFILHO & SHULTZ, 2003; AGOSTINHO et al., 2007; WONG et al.,
2007), alterações no fluxo de sedimentos transportados pelos rios
(SYVITSKI et al., 2005; COLLIER et al., 1996; NILSSON et al.,
2005), simplificações geomorfológicas, tal como formação de lagos
(GRAF, 2006), alterações térmicas (COLLIER et al., 1996), depleção
das concentrações de oxigênio dissolvido (ZANIBONI-FILHO &
SHULTZ, 2003), fragmentação de corredores laterais e longitudinais
dos rios utilizados por uma grande gama de espécies (NILSSON
et al., 2005), além de poder repercutir na saúde da população em
aspectos referentes ao saneamento básico (SILVA, 2007).
A bacia do rio Uruguai apresenta um potencial hidrelétrico
estimado em 16.500 MW, dos quais apenas 16% são aproveitados
(MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE, 2005; dados de 1996). Em
território brasileiro, além de algumas pequenas centrais hidrelétricas, estão em funcionamento as centrais elétricas de Passo
Fundo (226 MW), Itá (1315 MW), Machadinho (1060 MW), Quebra-Queixo (120 MW), Barra Grande (690 MW) e Campos Novos (880
MW). Dentre os empreendimentos previstos, em diferente s fases
de desenvolvimento que vão do inventário ao licenciamento,
encontram-se as UHEs de Passo da Cadeia (104 MW), Pai Querê
(292 MW), Monjolinho (64 MW), Aparecida (64 MW), Abelardo Luz
(84 MW), São Domingos (55 MW), Xanxerê (17,2 MW), Voltão
Novo (27,2 MW), Foz do Chapecozinho (184 MW), Nova Erechim
(198 MW), Foz do Chapecó (885 MW), Itapiranga (724 MW),
Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Departamento de Biodiversidade e Ecologia, Av. Ipiranga 6681, Prédio 12C, Sala 172, Porto Alegre-RS, Brasil.
Contato: +55(51) 99995052, e-mail: [email protected]
31
ARTIGOS TÉCNICOS
Roncador (2.800 MW), Complexo Garabi (2.700 MW), Passo São
João (77 MW), São José (51 MW) e São Pedro/Monte Caseros
(745 MW). (ANEEL, 2006; dados atualizados ANEEL, 2009).
O objetivo do presente trabalho é avaliar o impacto dos
grandes barramentos hidrelétricos da bacia hidrográfica do rio
Uruguai e propôr uma alternativa, através da análise de condicionantes geomorfológicas da bacia, para tomada de decisão na implementação de pequenas centrais hidrelétricas (PCH’s), visando
a produção de energia, a manutenção das características originais do rios e um menor impacto sobre a biodiversidade local.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
O rio Uruguai é formado da confluência do rio Pelotas com o
rio Canoas, apresentando um percurso de 2.262km de extensão,
até a sua foz no estuário do rio da Prata (Argentina) (ZANIBONIFILHO & SHULTZ, 2003). Delimita fronteira entre Brasil e Argentina após sua confluência com o rio Peperi-Guaçu e, depois de
receber a afluência do rio Quaraí, que limita o Brasil e o Uruguai,
marca a fronteira entre a Argentina e o Uruguai até sua foz. A
bacia estende-se entre os paralelos 27º e 34º S e os meridianos
49º30’ e 58º15’ W. A área total drenada pelo rio é de cerca de
385.000km2, destes, 48% (174.494 km2) estão situados em território brasileiro, sendo aproximadamente 45.000 km2 no Estado
de Santa Catarina e aproximadamente 130.000 km2 no Estado do
Rio Grande do Sul (2% do território nacional) (figura 1). Apresenta relevo com grande declividade, com cotas variando de cerca
de 1.800m a 160m acima do nível do mar. No trecho brasileiro,
a população é de aproximadamente 3,8 milhões de pessoas, em
um total de 384 municípios (PAIM & ORTIZ, 2006).
O clima da Região Hidrográfica do Uruguai é subtropical,
apresentando uma regular distribuição intra-anual de chuvas,
porém com alguma elevação no período de maio a setembro,
coincidindo com o inverno. Segundo o Documento Base de
Referência do Plano Nacional de Recursos Hídricos, a precipitações anuais variam de 1800mm nas cabeceiras do planalto,
para 1300mm na fonteira Brasil-Uruguai. A temperatura média
anual varia entre 16 e 20°C, e evapotranspiração média anual
é de 1.041mm. O rio possui vazão média anual de 3600 m3/s
e volume médio anual de 114 km3 (PAIM & ORTIZ, 2006),
possuindo variação no nível das águas dependendo da época do
ano (ZANIBONI-FILHO & SHULTZ, 2003).
O rio Uruguai é formado por poços e corredeiras (ZANIBONIFILHO & SHULTZ, 2003) e caracteriza-se por ser um dos mais importantes corredores de biodiversidade do Cone Sul, apresentando
em sua fauna diversas espécies endêmicas ou em vias de extinção
(PAIM & ORTIZ, 2006), sendo que em território brasileiro a bacia
possui remanescentes de 17% do total de sua cobertura florestal
original. Em média, possui baixas concentrações de poluentes,
exceto em trechos de rios próximos de grandes cidades (ZANIBONI-FILHO & SHULTZ, 2003). A bacia é apontada como pioneira
no Brasil em projetos de aproveitamento integral das águas para
hidroenergia e atividades agro-industriais (SANTOS, 2003). Novas
infra-estruturas de navegação e a construção de barramentos são
as ameaças-chave da bacia Uruguai (WONG et al., 2007).
A região hidrográfica do Uruguai pode ser dividida em 3 partes:
alto, médio e baixo Uruguai. O Salto do Yucumã é o marco que
divide o alto e o médio Uruguai e o Salto Grande é o divisor entre o
médio e o baixo Uruguai, já na divisa Uruguai/Argentina. No trecho
brasileiro, as sub-bacias que fazem parte do alto Uruguai são:
Canoas (SC), do Peixe (SC), Jacutinga (SC), Irani (SC), Chapecó
(SC), Antas (SC), Peperi-Guaçu (SC), Pelotas (RS/SC), Ligeiro
(RS), Inhandava (RS), Passo Fundo (RS) e Várzea (RS). As sub-bacias que compõem o médio Uruguai são (todas no Rio Grande
do Sul): sub-bacia dos rios Turvo, Santa Rosa, Santo Cristo, Ijuí,
Butuí, Piratinim, Icamaquã, Ibicuí/Santa Maria, Quaraí e Negro.
32
FIGURA 1: Região de Estudo: Trecho brasileiro da bacia do rio Uruguai
(RS/SC); (Adaptado de: MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE, 2005).
Os produtos cartográficos utilizados no presente trabalho foram
elaborados através do software Idrisi Andes 15.0 (CLARK LABS,
2006), com base em um Modelo Digital de Terreno LANDSAT 7ETM
(MDT, altitude radar em pixel de 92 por 92m) adaptado para o sistema
de referência oficial brasileiro (SAD69) (WEBER et al., 2004).
A hidrografia total que serviu como máscara para todo o processo de análise foi obtida através de quatro passos básicos: (1) foi
realizada a homogeneização da imagem do MDT com a aplicação
do Filter Min 3x3; (2) estabelecimento de caminhos com elevações
monotonicamente decrescentes através da opção Pit Removal; (3)
aplicação da função Runoff para estimativa da área de bacia de montante para cada pixel, corrigindo-se o número de pixels para área
real; (4) e por fim aplicação da rotina Pathway de caminhos múltiplos
a partir de todas as coordenadas dos pontos amostrais, utilizando-se como matriz de custo o inverso da matriz Runoff, resultando em
uma imagem binarizada descritiva do curso natural da hidrografia
sobrepostas às informações de altitudes e área de bacia.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Como resultado do mapeamento temático, foi obtida a hidrografia da bacia Uruguai a partir de dados de sensoriamento remoto e dados de altitude (figura 2) e volume drenado (figura 3).
Esses modelos digitais proporcionam a informação básica para
projetos de aproveitamento hidrelétrico e avaliação de impactos
sobre a biodiversidade, especialmente de espécies que utilizam
os rios como área de vida ou corredores ecológicos. Combinando
informações referentes às exigências ambientais das espécies com
modelos digitais do terreno derivados de imagens de satélites, é
possível realizar estimativas de distribuição potencial e padrões
de riqueza de espécies (TURNER et al., 2003), além de subsidiar
projetos de aproveitamento hidrelétrico. Neste sentido, o geoprocessamento é uma importante ferramenta para gestão ambiental,
sendo possível realização de mapeamentos temáticos, diagnóstico
ambiental, avaliações de impactos, ordenamentos territoriais e
prognósticos ambientais diversos (MEDEIROS & CÂMARA, 2001).
TECHNICAL ARTICLES
FIGURA 2: Imagem de hidrografia com altitude gerada a partir do processamento de imagens de satélite LANDSAT 7ETM no software Idrisi Andes 15.0.
no Rio Grande do Sul, além das grandes extensões de matas
nativas ainda presentes em território argentino. Neste contexto,
como último barramento de jusante, seria desejável que a usina
de Foz do Chapecó funcionasse com ritmo de vazão constante,
com variação sazonal de vazão, mas sem variação circadiana
em função do ciclo diário de consumo energético. Tal fato se faz
necessário porque enquanto flutuações sazonais determinam
processos ecológicos e têm influencia direta na migração, maturação, crescimento e alimentação das espécies, variações circadianas no nível da água prejudicam gravemente a vegetação ripária, causando morte de espécies (figura 4 A-H) (AGOSTINHO
et al., 1993; AGOSTINHO et al., 1995; GOMES & AGOSTINHO,
1997; AGOSTINHO et al., 2004; BESSERT & ORTÍ, 2007,
GONÇALVES & BARRADAS, 2009). Por outro lado, cabe destacar
que a UHE Pai-Querê (762m), prevista para o rio Pelotas, embora
fora do limite de distribuição das espécies de peixes migradores,
está localizada em área prioritária de conservação do bioma Mata
Atlântica (MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE, 2007), gerando
intenso debate sobre as questões ambientais envolvidas.
FIGURA 3: Imagem de volume de água drenada (área de bacia) gerada a
partir do processamento de imagens de satélite LANDSAT 7ETM no software Idrisi Andes 15.0.
Verifica-se que maioria dos empreendimentos instalados
apresenta impacto sobre a migração de peixes, por exemplo.
As espécies migradoras da bacia Uruguai apresentam limites de
ocorrência até 700m (GONÇALVES & BARRADAS, 2009; GONÇALVES & FONTOURA, 2010) e a tabela 1 apresenta as altitudes
registradas para os barramentos localizados na calha principal da
bacia Uruguai, potencialmente bloqueios migratórios.
TABELA 1: Altitudes registradas para barramentos previstos e
instalados na calha principal da bacia Uruguai. Dados de PAIM &
ORTIZ (2006) e ANEEL (2009).
Nome do empreendimento
Garabi
Itapiranga
Foz do Chapecó
Itá
Machadinho
Barra Grande (rio Pelotas)
Pai-Querê (rio Pelotas)
Campos Novos (rio Canoas)
Altitude (m)
Status
94
193
265
370
480
647
762
503
estudo
viabilidade com registro
em construção
operação
operação
operação
estudo
operação
Através da tabela 1 verifica-se que os barramentos em
operação localizam-se entre 370 e 647m de altitude, de forma
que atuam como barreiras efetivas ao movimento migratório
de peixes. Ao mesmo tempo, o barramento de Foz do Chapecó,
em construção na cota de 265m de altitude irá ampliar para
jusante os segmentos de exclusão para peixes migradores. Neste
contexto, é importante salientar que Garabi e Itapiranga, ainda
em processo de estudo, viriam a ampliar ainda mais as áreas de
exclusão de peixes na bacia. Considerando o já elevado nível de
impacto na calha principal do Uruguai superior, seria importante
que os segmentos mais de jusante fossem preservados em sua
fisionomia natural. A preservação dos segmentos a jusante
de Foz do Chapecó justifica-se também pelo elevado nível de
conservação das áreas no entorno do Parque Estadual do Turvo,
FIGURA 4: Barramentos de grande porte em operação ou em construção
na bacia Uruguai: (A) UHE Barra Grande, rio Pelotas; (B) UHE Machadinho,
rio Uruguai; (C) UHE Itá, rio Uruguai; (D) UHE Campos Novos, rio Canoas;
(E) UHE Quebra-Queixo, rio Chapecó; (F) UHE Passo Fundo, rio Passo
Fundo; (G) UHE Foz do Chapecó (em construção), rio Uruguai e; (H) UHE
Monjolinho, rio Passo Fundo.
Ao mesmo tempo em que se fraciona a calha principal do rio
Uruguai superior em uma sucessão de lagos de barramentos, diversas pequenas centrais hidrelétricas (PCH’s) encontram-se em
fases diferenciadas de estudo para implantação em cascata nos
principais tributários da bacia e apresentam-se como alternativa
de geração de energia com menor impacto sobre a biodiversidade.
Neste contexto, é importante que o processo de licenciamento seja
33
ARTIGOS TÉCNICOS
efetuado para a bacia como um todo, e não isoladamente para
cada empreendimento. Considerando que alguns rios apresentam
extensão suficiente para a manutenção de populações viáveis de
peixes migradores, por exemmplo, seria importante que estes rios
fossem mantidos inalterados em relação à fisionomia original, enquanto que outros rios poderiam ser impactados com barramentos
em cascata de forma a otimizar o aproveitamento energético.
Com relação a atividades de conservação importantes para a
bacia, a manutenção trechos de rios não barrados é de extrema
relevância (POSTEL & RICHTER, 2003; ANTONIO et al., 2007;
MOYLE & MOUNT, 2007). Pelo fato de investimentos em barramentos serem tendências em relação à bacia Uruguai (WWF, 2004;
GODINHO & KYNARD, 2008), promover linhas de usos dos recursos por parte das concessionárias de barramentos e a operação
das usinas hidrelétricas de acordo com o fluxo sazonal dos rios
pode tornar a atividade sustentável (AGOSTINHO et al., 2004).
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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TECHNICAL ARTICLES
AS PEQUENAS CENTRAIS HIDRELÉTRICAS NO CEARÁ
Juscelino Chaves Sales,
Karisa Marques de Mendonça
Natália Gomes Maciel
RESUMO
O nordeste brasileiro está quase todo inserido na região do semi-árido, onde temos poucos rios perenes. O estado do Ceará é
considerado o que possui a menor quantidade de rios perenes, portanto possui um baixo potencial para geração de energia elétrica a
partir de hidrelétricas. O crescimento da demanda por energia no estado do Ceará vem fazendo com que o governo venha a investir
em novas alternativas de energia, como a eólica, solar, o biodiesel e em futuro próximo em Pequenas Centrais Hidrelétricas. O presente
trabalho mostra que no Ceará é possível a geração de energia elétrica a partir das instalações de PCHs nos seus açudes. Também neste
trabalho é mostrado que alguns de seus açudes já geraram energia elétrica através de PCH, como também foi feita uma análise da
Pequena Central Hidrelétrica do açude Paulo Sarasate no município de Varjota que está na zona norte do Estado do Ceará.
PALAVRAS-CHAVE: açudes, pequenas centrais hidrelétricas, energia.
SMALL POWER PLANTS IN CEARÁ
ABSTRACT
The Brazilian Northeast is inserted in almost every region of the semi-arid region, where we have few perennial rivers. The state
of Ceara is considered to have the least amount of perennial rivers, therefore has a low potential for generating electricity from
hydropower. The growing demand for energy in the state of Ceará is causing the government will invest in new alternative energy such
as wind, solar, biodiesel and in the near future for Small Hydropower. This work shows that Ceara is possible to generate electricity
from small hydropower plants in their ponds. Also shown in this work is that some of their dams have generated electricity through
PCH, as well as an analysis was made of Small Hydroelectric dam on the Paulo Sarasate Varjota municipality that is in the northern
state of Ceara.
KEY-WORDS: dams, small hydropower plants, energy
1. INTRODUÇÃO
Atualmente muitos países têm investido na ampliação da
participação das fontes renováveis de energia na matriz energética, no entanto, o crescimento observado nos últimos anos seja
notável, sua contribuição à geração de energia elétrica é ainda
muito reduzida.
Nesta perspectiva, a utilização de fontes renováveis pode ser
utilizada como alternativa para reduzir as diferenças regionais o
que diz respeito ao acesso à energia em face das características
e potencialidades de cada região. Apesar de serem consideradas
de alto custo, se comparadas com os das fontes tradicionais, as
fontes renováveis tornam-se competitivas se considerarmos os
benefícios da geração distribuída e os impactos ambientais provocados por esse tipo de geração de eletricidade.
No Brasil a presença de fontes renováveis na matriz energética é significativa, principalmente a hidroeletricidade.
As hidrelétricas têm desempenhado importante papel no processo de desenvolvimento econômico e social no Brasil, principalmente porque o território brasileiro é dotado de grande potencial
para gerar energia elétrica a partir do aproveitamento dos caudalosos rios de terrenos planálticos. Mais do que nunca, o aprimoramento no processo de apropriação do recurso água como
fonte geradora de energia elétrica limpa é desejável tanto por
motivos, econômico-social quanto ambiental.
As Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCH) são todas usinas
hidrelétricas com capacidade de produção entre 1 e 30 MW e
com área total do reservatório igual ou inferior a 3 km². Estas
oferecem economia em matéria de investimentos relacionados
à transmissão, redução de perdas de transmissão e auxilia a
estabilidade do serviço de energia elétrica porque possuem
pequeno porte e são integradas ao sistema elétrico local, estando
próximo ao local de consumo. O aproveitamento da água para
a geração de energia elétrica encontrou no território brasileiro
um importante campo para o desenvolvimento e consolidação da
engenharia nacional.
O presente trabalho objetiva analisar o processo de construção
e utilização das PCHs no Estado do Ceará, destacando a PCH
de Varjota de forma a conhecer sua contribuição no tocante ao
processo de produção de energia, ao mesmo tempo em que
buscamos identificar as dificuldades enfrentadas pelas PCHs para
o seu funcionamento. Também foi feita analise da situação de
outras PCHs no Ceará.
2. METODOLOGIA
No presente trabalho foram feitas visitas “in loco” a PCH
desativada do açude Aires de Souza no distrito de Jaibaras
na cidade de Sobral. Foram feitas visitas institucionais ao
DNOCS e com também visitas à PCH Araras Norte, onde foram
coletados dados para análise da usina hidroelétrica. Foi feito
uma pesquisa bibliográfica da construção da pequena central
hidroelétrica Araras Norte como também sobre os açudes onde
serão instaladas as futuras PCHs. Na visita ao açude Taquara,
recentemente construído e que está localizado na bacia do rio
Acaraú ,barrando o rio Jaibaras que afluente do Rio Acaraú,
observou-se a construção da tomada dágua do açude, onde na
saída se pretende instalar uma futura PCH.
UVA (Universidade Estadual doVale do Acaraú) – Avenida da Universidade S/N, Sobral
Contato: (88) 36116547, e-mail: [email protected]
35
ARTIGOS TÉCNICOS
Foi feito contato com a Superintendência da CHESF em Fortaleza, onde foram obtidos os dados sobre a PCH instalada no
açude Araras Norte.
TABELA 2: Classificação de pico a grandes centrais hidrelétricas
de acordo com a potência
Hidrelétricas
Potência
3. PEQUENAS CENTRAIS HIDRELÉTRICAS (PCH)
Grandes Centrais (GCH)
Acima de 50MW
No Brasil os primeiros registros da história da hidroeletricidade datam dos últimos anos do império. As primeiras usinas
hidrelétricas eram de uso privado, ficando sua maioria localizadas
no sul e sudeste do país.
A criação dos primeiros Sistemas Elétricos no Brasil esta
situado entre o final do século XIX e o inicio do século XX.
Esses sistemas eram compostos basicamente por Pequenas
Centrais Hidrelétricas, sendo a maior parte delas destinadas ao
abastecimento do sistema de iluminação pública.
Até as primeiras décadas do século XX as Pequenas Centrais
Hidrelétricas eram o modelo que predominava na geração de energia elétrica, deixando de exerce papel fundamental na geração
de energia a partir da década de 1950 quando do surgimento
das grandes plantas de geração pelas grandes centrais devido à
economia por elas proporcionada e a expansão da demanda de
eletricidade.
Foi a partir do Programa Nacional de PCH (PNPCH) em 1980
que se volta a discutir sobre a importância das pequenas usinas
como agente de desenvolvimento social. O processo de expansão de PCH encontrou, finalmente, as condições básicas de apoio
com o advento do PROINFA, em 2001.
De acordo com a Resolução nº 394 - 04-12-1998 da Agencia
Nacional Energia Elétrica – ANEEL: Pequena Central Hidrelétrica
– PCH “é toda usina hidrelétrica de pequeno porte cuja capacidade instalada seja superior a 1 MW e inferior a 30 MW. Além
disso, a área do reservatório deve ser inferior a 3 km².” [2]
Uma PCH típica, normalmente opera a fio d’água, isto é, o
reservatório não permite a regularização do fluxo de água. Com
isso, em ocasiões de estiagem a vazão disponível pode ser menor
que a capacidade das turbinas, causando ociosidade. Entretanto,
em outras situações, as vazões são maiores que a capacidade de
engolimento das máquinas, permitindo a passagem da água pelo
verterdor.
Por esse motivo, o custo da energia elétrica produzida pelas
PCHs é maior que o de uma usina hidrelétrica de grande porte
(UHE - Usina Hidrelétrica de Energia), onde o reservatório pode
ser operado de forma a diminuir a ociosidade ou os desperdícios
de água, entretanto as PCHs são instalações que resultam em
menores impactos ambientais e se prestam à geração descentralizada.
Este tipo de hidrelétrica é utilizada principalmente em rios
de pequeno e médio porte que possuam desníveis significativos
durante seu percurso, gerando potência hidráulica suficiente para
movimentar as turbinas.
Segundo o manual de Pequenas Centrais Hidrelétricas [3]
elas são classificadas conforme a Tabela 1.
Médias Centrais (UHE)
De 30 e 50 MW
Pequenas Centrais (PCH)
De 1 e 30 MW
Mini Central (mCH)
De 100 até 1000 kW
Micro Central (mCH)
De 20 Até 100 kW
Pico Central (pCH)
Até 20 kW
4. AS PEQUENAS CENTRAIS HIDRELÉTRICAS NO CEARÁ
O Estado do Ceará está inserido no semi-árido nordestino, o
que faz com que seus rios não sejam perenes, e durante alguns
períodos de seca ficam secos. O Ceará possui 11 Regiões Hidrográficas, como mostra a Figura 01. Para minimizar os efeitos negativos das secas o governo federal e estadual vem desde o império construindo açudes, tendo o açude Cedro como pioneiro.
FIGURA 01: Regiões hidrográficas do Ceará.
TABELA 1: Classificação de micro a pequena central hidrelétrica
de acordo com a potência e altura de queda
Categoria
Microcentral
Potência
Até 100 kW
Queda
Entre 15 e 50 metros
Minicentral
Entre 100 kW e 1 MW
Entre 20 e 100 metros
PCH
Entre 1 MW e 30 MW
Entre 25 e 130 metros
Porém, de acordo com o Centro Nacional de Referência em
Pequenas Centrais Hidrelétricas [3], há uma sugestão de reclassificação de acordo com a Tabela 2.
36
FIGURA 02: Bacia hidrográfica do Rio Acaraú.
TECHNICAL ARTICLES
Os açudes construídos no Ceara foram construídos basicamente pra armazenamento de água, para irrigação e perenização
dos rios. Porem vários dos seus açudes tem condições de gerar
energia elétrica, como já aconteceu com o açude Aires de Souza
em Sobral e com o açude Araras em Varjota, onde a PCH continua
em condições de funcionamento, que são pertencentes a bacia do
Rio Acaraú como mostra a Figura 02.Analisando a bacia hidrográfica do Rio Acaráu percebe-se a existência de vários açudes.
A Figura 03 mostra o local onde estava localizada a PCH no
açude Aires de Souza no distrito de Jaibaras em Sobral no Ceará.
O açude Aires de Souza barra o rio Jaibaras afluente do rio Acaraú
que é segundo maior rio do estado do Ceará.
Trata-se do aproveitamento da descarga de vazão dágua do
reservatório Castanhão, indispensável ao abastecimento do eixo
de transposição a Região Metropolitana de Fortaleza e o Complexo Industrial e Portuário do Pecém CIPP. A energia gerada
será utilizada pela Companhia de Gestão dos Recursos Hídricos
– COGERH vinculada a Secretaria de Recursos Hídrico do Ceará
– SRH, visando otimizar os custos de operação do sistema de
transposição desse volume de água [10].
Características do projeto (Valores estimados através do
Estudo de Viabilidade Técnica):
• Potência: 4,87 MW
• Investimento: R$ 12 milhões
• Vazão de equipamento: 15 m3/s
• Rendimento: 85%
• Queda útil (nominal): 39 m. Produção Anual de Energia (horizonte de projeto): 31,5 GWh/ano
5. CONSTRUÇÃO DA PCH DE VARJOTA
O açude Paulo Sarasate está localizado no município de Varjota, na zona norte, barra o rio Acaraú – um dos principais do Estado do Ceará -, tendo por finalidade a perenização e o controle
de cheias do rio Acaraú, o abastecimento de inúmeros núcleos
urbanos, a irrigação, a piscicultura e a geração de energia.
Os estudos e o projeto para sua construção tiveram início no
ano de 1920 e, após uma série de paralisações foram concluídos
no ano de 1938. Posteriormente foi projetado e construído pelo
Departamento Nacional de Obras Contra as Secas - DNOCS, com
a consultoria da Cementation do Brasil S.A. - Engenharia Geral.
As obras civis foram iniciadas em 1951, como atividade
de emergência e assistencial. No ano de 1953 começou-se a
construção da barragem auxiliar e, em 1956, a construção da
barragem principal, que foi concluída no ano de 1958.
FIGURA 03: PCH desativada no açude Aires de Souza no distrito de Jaibaras
De acordo com fontes do Departamento Nacional de Obras
Contra as Secas (DNOCS) podemos dizer que em novembro de
2009 o órgão estava promovendo concorrência Pública para exploração de Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCH’S) em 11 de
seus açudes públicos [6].
O objetivo é a concessão onerosa de direito de uso de áreas,
visando o aproveitamento de potencial hidrelétrico associado às
quedas d’água proporcionada pelas barragens do Castanhão,
Figueiredo, Orós, Taquara (concluído recentemente) e Banabuiú
no Ceará; Armando Ribeiro Gonçalves no Rio Grande do Norte;
Boqueirão na Paraíba; Jucazinho e Poço da Cruz em Pernambuco;
Anagé na Bahia e Flores no Maranhão. No total são 46,95MW de
potência instalada e caberá a concessionária a construção integral das PCH [6].
Existem projetos para instalação de pequenas centrais
hidrelétricas em outros açudes no Ceará, inclusive no maior
açude do Ceará, que é o açude Castanhão que barra o maior do
estado que é o rio Jaguaribe.
Elaboração de projeto básico para implantação de geração
de energia elétrica através de uma Pequena Central Hidrelétrica
(PCH) com capacidade para gerar até 4,87MW, no Açude
Castanhão [10].
Pretende-se promover o aproveitamento de todos os potenciais energéticos do estado, usando os recursos locais disponíveis
e buscando diversificação da matriz energética, realizando o desenvolvimento de projeto básico para a geração de energia elétrica poruma Pequena Central Hidrelétrica (PCH) com capacidade
de gerar 5MW, no Açude Castanhão [10].
TABELA 3: Dados do Açude Araras Norte
Início da Construção
Ano de 1951
Término da Construção
31/07/1958
Capacidade
1.000.000.000 m³
(atualmente corrigido
para 891.000.000 m³)
Largura do Coroamento
8m
Extensão Pelo Coroamento
700 m
Altura Máxima da Barragem
38 m
Bacia Hidráulica
96,25 km²
Bacia Hídrica
3.520 km²
Volume de Terra da Parede
3.744 m³
Largura do Sangradouro
260 m
Evaporação Anual
2.171 mm
Descarga Média Mensal
15,1 m³/s
A Usina Araras, cuja barragem foi construída pelo DNOCS –
Departamento Nacional de Obras Contra as Secas, datado no início das obras em 1956 é suprida pelo açude público denominado
Paulo Sarasate, que por sua vez é suprido pelo rio Acaraú de
regime não perene. Iniciando a operação do Gerador 06G2 em
14/04/67 e do Gerador 06G1 14/06/67.
São partes constituintes do aproveitamento uma barragem
de terra e enroscamento com comprimento total da crista de
2.600 m, tendo volume útil da ordem de 982 x 106 m3 e área
37
ARTIGOS TÉCNICOS
máxima normal da ordem de 96,25 km2, com altura máxima
de 38 m, e queda líquida de 27,00 m. Existe um vertedouro de
superfície com descarga livre e um descarregador de fundo com
capacidade total de descarga da ordem de 1.500 m3/s, possuindo
esta usina uma característica múltipla de geração de energia e
irrigação agrícola da região. A Figura 04 mostra operários junto a
turbina de fabricação da Voight do Brasil.
O DNOCS (Departamento Nacional de Obras Contra as Secas)
teve problema de contratação de funcionários mais especializados para construir a PCH – Araras Norte. A Figura 05 percebe-se
trabalhador durante a montagem da turbina.
• Tomada d’agua
A água que vai acionar a turbina do açude no açude Araras
Norte passa através da tomada dágua da barragem.
A tomada d’água é saída de água que servem para regularizar
ou liberar o volume de descarga, a partir do reservatório, necessário
para os vários usos previstos no projeto. Podemos dizer também
que as tomadas d’água são saídas dágua localizadas no fundo da
barragem destinadas a promover o esgotamento do reservatório,
possibilitando a eliminação dos excessos de sedimentos e, em
caso de perigo, ou para fins de investigação, o esvaziamento
completo da bacia hidráulica. Com o desenvolvimento dos
equipamentos hidro-mecânicos comportas de fundo não são mais
utilizadas atualmente. A Figura 07 mostra tomada d’água tipo
galeria em que a tubulação atravessa a barragem, no sentido
montante-jusante. Este tipo de tomada d’água foi colocada no
Açude Araras (Paulo Sarasate)
FIGURA 04: Operários junto à turbina de fabricação da Voight.
FIGURA 07: Tomada d’agua tipo galeria colocada no açude Paulo Sarazate.
FIGURA 05: Trabalhador durante a montagem da turbina.
As obras civis da construção da barragem do Açude Araras
Norte, que pode ser chamado também de Açude Paulo Sarazate,
necessitou de uma grande quantidade de mão de obra na época,
A Figura 06, mostra os trabalhadores que trabalharam durante a
construção das edificações da Usina Araras Norte.
FIGURA 06: Trabalhadores durante a construção da edificação da Usina.
38
A Figura 08 mostra a torre da tomada d’água que foi construída antes do enchimento da barragem do açude a Araras, onde
também se percebe da torre da tomada d’água do Açude Araras,
hoje por onde é aberta a comporta para liberação da água para
acionar a turbina da Pequena Central Hidrelétrica.
FIGURA 08: Torre da tomada d’água do Açude Araras por onde é aberta a
comporta para liberação da água para acionar a turbina da Usina.
TECHNICAL ARTICLES
6. PCH ARARAS NORTE
O projeto da barragem do Araras previa a construção de uma
galeria dupla, constituída por dois canais de tomada d’água de
diâmetro de 2.1 m e 225 m de comprimento cada, que foram utilizadas para a instalação de 2 geradores hidráulicos de 2.000 kVA
por unidade, gerando energia na tensão de 6.300 V. Os terminais
dos geradores estão conectados ao barramento primário de uma
subestação elevadora de 5 MVA – 69/6,3 kV, denominada Araras
Norte II, de propriedade da CHESF. O lado secundário da referida
subestação está conectado a uma linha de transmissão em 69 kV
cuja extremidade de carga se conecta ao barramento da subestação Araras I de propriedade da COELCE.
Atualmente, a Usina Araras está fora de operação, porém em
perfeitas condições operacionais, segundo afirmações da Superintendência da CHESF em Fortaleza.
“A PCH não está desativada apenas parada por conveniência
operacional (necessidade do sistema). O Operador Nacional do
Sistema (ONS) é quem controla a geração e regulação de todo o
parque energético em operação e/ou disponível para operação.
Ou seja, havendo necessidade, este poderá solicitar a entrada e/
ou retirada de operação de quaisquer unidades geradoras, linhas
de transmissão, equipamentos de regulação, etc.. No caso da
PCH de Varjota, os geradores estão disponíveis para o Sistema
(ONS).” (Superintendência CHESF Fortaleza)[5].
• F
uncionamento da PCH Araras Norte
A água é captada no reservatório 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. A Figura 09 mostra o açude Araras cheio, ou seja, no seu
limite de cota máximo onde se percebe a tomada d’água , onde
é feita a captação de água no reservatório. A Figura 10 mostra a
tubulação da tomada d’água que chega a casa de força da PCH.
FIGURA 9:Água captada no reservatório.
A PCH durante muito tempo foi responsável pelo suprimento de energia de uma pequena parte da região norte do estado
quando os recursos energéticos ainda não eram tão abundantes. Cidades como Varjota, Ipu, Reriutaba e Santa Quitéria foram
diretamente beneficiadas com a construção da PCH. Ou seja, a
PCH não foi construída voltada simplesmente para a cidade de
Varjota, mas voltada para o desenvolvimento de parte da região
norte, aproveitando o grande potencial hidráulico vislumbrado
com a construção da barragem do Açude Paulo Sarasate. O Tabela 04 mostra os dados da Usina Araras Norte (PCH).
TABELA 4: Dados do Açude Araras Norte
Adução
Comprimento
225 m
Quantidade de Tubulações
02 unidades
Diâmetro de cada Tubulação
2.10 m
Turbina
Fabricante
Voight
Queda Útil
15 m (mínimo)
27 m (nominal)
32 m (máxima)
Rotação
600 RPM
Potência
3.000 CV
Geradores
Quantidade
02 unidades
Fabricante
Thrige - Dinamarca
Potência
2 MW / cada
Tensão Nominal
6.3 kV
Corrente Nominal
0.230 Ka
Fator de Potência
0.8
Freqüência
Figura 10: Tubulação que chega a casa de força.
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 Figura 11 mostra o eixo da turbina da PCH.
Podemos perceber na Figura 12 a área de operação da PCH onde
se percebe a turbina como os painéis de acionamento, e ponte
rolante para manutenção.
60 Hz
Transformador
Quantidade
01 unidade
Fabricante
Brown Boveri
Tensão
6,3kV/69kV
Potência
2.500kVA/cada
FIGURA 11: Eixo da turbina. FIGURA 12:Casa de operação.
39
ARTIGOS TÉCNICOS
Uma das principais finalidades dos açudes é a perenização
dos rios que são barrados por eles. As Figuras 13 e 14 mostram
a água que sai depois de passar pela turbina ou pela tubulação
de desvio da turbina que não gera energia indo perenizar o rio
Acaráu, que é o segundo maior rio do Estado do Ceará.
FIGURAS 13 e 14: Perenização do Rio Acaraú.
A energia assim gerada é levada 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.
Não é admissível que uma
apreciável quantidade de energia
elétrica esteja sendo desperdiçada
por falta de um planejamento de
uso da água capaz de atender a todos os interesses envolvidos, principalmente sabendo que essa energia desperdiçada poderá beneficiar
diretamente os agricultores do
Projeto de Irrigação Araras Norte e
dar finalidade a energia produzida
pela usina. Parte da água que saí
pela tomada d’água é bombeada
para o grande projeto de irrigação do Perímetro Irrigado Araras
Norte, onde se percebe na Figura
FIGURA 18: Tubulação da Estação elevatória.
17 a casa de bombas centrífugas.
Podemos perceber a tubulação que sai da estação elevatória do
sistema de bombeamento indo para o Projeto de Irrigação Araras
Norte como mostra a Figura 18.
7. CONCLUSÕES
No Ceará percebe-se que a utilização na energia hidráulica
é praticamente não utilizada, mais também se percebe que os
açudes construídos ao longo dos anos para minimizar os problemas decorrentes da seca, ou seja, construídos basicamente para
perenizarão dos rios e acumulo de água para irrigação, possuem
um potencial de geração de energia elétrica a partir das PCHs.
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
FIGURAS 15 E 16: Subestação.
Através de transformadores elevadores de tensão, a energia
tem sua tensão levada a níveis adequados para utilização pelos
consumidores. As Figuras 15 e 16 mostram a subestação da PCH-Araras Norte em Varjota no interior do Ceará.
Projeto de Utilização da Usina
Estudos realizados através do “Diagnóstico Energético do
Perímetro Irrigado Araras Norte Associado ao Uso da Usina Araras - PCH (1990)” indicam que a utilização da energia gerada
pela PCH supriria a necessidade energética do Perímetro Irrigado
Araras Norte, razão pela qual se justifica a necessidade de estudar detalhadamente todas as questões que envolvem o uso da
água, compatibilizando os diferentes interesses.
FIGURA 17: Casa de bombas do perímetro.
40
• [1] ANDRADE, J.S.O. (2006) Pequenas Centrais Hidrelétricas:
análise das causas que impedem a rápida implantação de
um Programa de PCH no Brasil. Dissertação apresentada ao
Curso de Mestrado em Regulação da Indústria de Energia.
Universidade Salvador. Salvador.
• [2] BRASIL. ANEEL. Resolução Nº 394 de 04.12.1998. 2p. Disponível em: http://www.aneel.gov.br. Acesso em 28.05.2010
• [3] CERPCH. Centro Nacional de Referência em Pequenas Centrais Hidrelétricas. PCH O que é? Disponível em:
www.cerpch.unifei.edu.br/oque.php. Acesso em: 28.05.2010
• [4] CONERGE. Diagnóstico Energético do Perímetro Irrigado
Araras Norte Associado ao Uso da Usina Araras (PCH). Fortaleza, 2000.20p.
• [5] CHESF – Companhia Hidrelétrica do São Francisco
• [6] DNOCS. Lançada concorrência para explorar Pequenas
Centrais Hidrelétricas. 2009, http://www.nominuto.com/noticias/cidades/lancada-concorrencia-para-explorar-pequenascentrais-hidreletricas/41483/
• [7] ELETROBRÁS. Informações sobre o setor elétrico. Disponível
em: www.eletrobrás.gov.br. Acesso em: 11/06/2010
• [8] FIGUEIREDO, N.; SENA, A.; CESAR, V.; SUCUPIRA, P. Síntese das informações e estudos da bacia do Acaraú. 2008
• [9] FARIAS, G. R. Varjotararas. Varjota, 2010
• [10] SEINFRA - Secretaria de Infa-Estrutura do Ceará. 2010.
http://www.seinfra.ce.gov.br/index.php/energia/pequenacentral-hidreletrica
• [11]TIAGO FILHO, G.L. 2006. Prof. Dr. Geraldo Lúcio Tiago
Filho-Universidade Federal de Itajubá – UNIFEI
• [12] VIANA, F. G. As PCHs na matriz energética brasileira: O
licenciamento ambiental é um dos grandes vilões ao crescimento das pequenas centrais no país. Pch Notícias & Shp
News. Minas Gerais, v. único, n°42, p.4-7, jul/ago/set, 2009.
• [13]www.carisia.com.br/barragensG-Aula7-tomadadagua.
pdf. Acesso: em 23.07.2010
TECHNICAL ARTICLES
AVALIAÇÃO PRELIMINAR DAS INCERTEZAS HIDROLÓGICAS NA
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES DE CHEIAS EM PROJETOS DE PCHs
Regina Mambeli Barros1
Geraldo Lúcio Tiago Filho2
Fernando Das Graças Braga da Silva3
RESUMO
No presente estudo, objetivou-se avaliar as incertezas inerentes à previsão de vazões de cheia e distribuições teóricas de
probabilidade mais usadas. Para tanto, efetuou-se a análise estatística de uma Estação fluviométrica (Código 612855). Foram
utilizadas as distribuições Log-Normal II, log-Pearson III, Pearson III e de Gumbel. Para esta última, foram considerados dois cenários
para obtenção das séries parciais, conforme proposto por Chaudhry (2001). Com base nos resultados obtidos, foi possível concluir
acerca das incertezas hidrológicas mencionadas por Serinald (2009), a saber: incerteza inerente ou natural, devido à representação
estocástica de condições naturais com a aleatoriedade e complexidade inerente aos mesmos; incertezas do modelo; e incertezas
estatísticas, relativa a estimativa dos parâmetros e a despeito de ser passível de redução pelo acréscimo do tamanho da amostra,
confirmou-se o preconizado por Serinald (2009), sobre a incerteza estatística, relacionada a estimativa do parâmetro e passível de ser
minimizada pelo aumento do tamanho da amostra. Houve, inclusive uma inversão, a partir do tempo de retorno de 10 anos, para os
quais os valores da distribuição de Gumbel para a série parcial (Cenário 2), começou a ser menor que para a série total (Cenário 1),
considerando-se ou não a vazão máxima instantânea.
PALAVRAS CHAVES: Vazões de cheia, Distribuição de Probabilidades, Incertezas hidrológicas
PRELIMINARY ASSESSMENT OF HYDROLOGICAL UNCERTAINTIES IN THE
DETERMINATION OF FLOOD OUTFLOW IN SMALL HYDROPOWER PROJECTS
ABSTRACT
The present study intended to evaluate the uncertainties in the forecasting streamflow flood and theoretical probability distributions
most often used. For this purpose, conducted the statistical analysis is a fluviometric Station (Code 612 855). Were used the log-normal
II, log-Pearson III, Pearson III and Gumbel distributions. For the latest, two scenarios were considered to obtain the partial series, as
proposed by Chaudhry (2001). Based on the results, it was possible to conclude about the hydrological uncertainties mentioned by
Serinald (2009), namely: natural or inherent uncertainty due to stochastic representation of natural conditions with the randomness
and complexity inherent to them; model uncertainties, and statistics uncertainties on the estimated parameters and in spite of being
susceptible to reduction by the addition of the sample size, the recommendations Serinald (2009) were confirmed, the statistical
uncertainty, related to the parameter estimates and which can be minimized by increasing the sample size. There was even a reversal
from the 10 years return period, for which the values of Gumbel distribution for the partial series (Scenario 2), began to be less than
for the total series (Scenario 1), considering whether or not the maximum instantaneous flow.
KEY WORDS: Floods stream flows, Distribution of probabilities, hydrological uncertainties
1. INTRODUÇÃO
Nos projetos de obras de saneamento ou de hidráulica, há
expectativas com relação à segurança mais restritivas que os
dados observados de cheia ou seca observados, requerendo inferências além da observação. Ou seja, requerendo extrapolação.
A melhor forma de extrapolar as probabilidades empíricas é via
modelo de probabilidades, adequado ao fenômeno em discussão.
(Chaudhry1, 2001).
No caso de cheias, trata-se de valores extremos que possuem uma distribuição adequada. A partir do registro de dados
de uma determinada estação, além de cheias anuais, pode-se
ainda definir cheias acima de um determinado valor limite. Esta
série de valores de cheias é chamada série de excedência. Tais
procedimentos são indicados quando se dispõe de registros limitados de vazões para fazer proveito máximo dos mesmos. Há
uma relação entre os resultados obtidos de cheias máximas anuais e das séries de excedência. (Chaudhry1, 2001).
O projeto de enchentes (ou evento de projeto) é o valor de
vazão atribuído e correspondente a uma elevada probabilidade de
não excedência, em geral, expressa em termos de período de retorno, TR (Di Baldassarre et al. 2009, Righetto, 1998; Chaudhry1,
2001). As cheias máximas são calculadas para o dimensionamento
das obras civis, como por exemplo, os vertedores e as ensecadeiras das Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs), e o conjunto de
dados usados para sua determinação é constituído pelas máximas
vazões anuais (Souza et al., 2009). Ao se levar em consideração
os critérios da Eletrobrás (CENTRAIS ELÉTRICAS BRASILEIRAS
S.A, 2000), preconizam-se para as obras de desvio de barragem
de terra, um período de retorno, TR, de 100 anos, barragem de
enroncamento, TR de 50 anos, e de concreto, TR de 25 anos.
A estimativa da vazão de projeto em estações fluviométricas
requer a escolha e parametrização de um modelo probabilístico
adequado. Em estudos de diversos autores (Yue et al., 1999;
Todorovic, 1978; Serinald, 2009; Di Baldassarre et al. 2009; Tiago
1. Eng. Civil, Doutora e Mestre pelo PPG-SHS/EESC/USP, Profa. Dra. - IRN/ UNIFEI, Av.BPS,1303,Itajubá-MG,CEP:37500-903,tel.:(35)36291224, [email protected]
2. Eng. Mecânico, Doutor na área de Hidráulica pela USP e Mestre em Engenharia Mecânica na área de Máquinas de Fluxo pela UNIFEI, Diretor e Prof. Dr. - IRN/ UNIFEI, Av. BPS,
1303, Itajubá-MG, CEP: 37500-903, tel.: (35) 36291454, fax: (35) 36291265, [email protected]
3. Eng. Civil, Doutor e Mestre pelo PPG-SHS/EESC/USP, Prof. Dr. - IRN/ UNIFEI, Av.BPS,1303,Itajubá-MG,CEP:37500-903,tel.:(35)36291485, [email protected]
41
ARTIGOS TÉCNICOS
Filho et al., 2008) várias distribuições de probabilidade foram considerados, em diferentes situações, para esse propósito. Exemplos clássicos incluem a distribuição de Gumbel, assim como a
distribuição Gama e muitos outros, menos usados. Souza et al.
(2009) mencionaram as distribuições de Gumbell e de log-Pearson
III são muito usadas, desde que esteja disponível um histórico de
mais de 10 anos da vazão extrema a ser avaliada.
Com relação ao uso da distribuição normal, esta requer a
transformação de uma série de dados (normalização). Além disso, essas transformações nem sempre são capazes de garantir
que as séries transformadas sigam a distribuição normal (Jain e
Singh, 1986 apud Yue et al., 1999). Na prática, eventos extremos
tais como picos e volumes de enchente podem muitas vezes,
serem aproximados representados por uma distribuição de Gumbel (Gumbel, 1958 apud Yue et al., 1999).
Basicamente, existem dois diferentes caminhos para um problema de análise de cheias. Um corresponde a series anuais de
vazão (streamflow annual flood series, AFS); e outro a séries
parciais de vazão (streamflow partial duration series, PDS).
Todorovic (1978) avaliou três modelos estocásticos de enchentes
com base em vazões PDS. Cada modelo depende de certas
suposições com relação a propriedades de excedência de um nível
de base x0. O autor (op. cit.) obteve boa concordância entre as
distribuições teórica e observada, mostrando que as suposições
sobre a excedência não são demasiado restritivas. Sobre as séries
parciais de vazão, Righetto (1998) ressaltou que essas são de
grande utilidade para caracterização das cheias. Uma série parcial é
obtida a partir de vazões observadas, considerando-se somente as
que superam um dado valor de referência (Rasmussen e Rosbjerg,
1989 apud Righetto, 1998). Desse modo, fixa-se um valor para a
vazão para a vazão de cheia de referência, Qr, e tomam-se apenas
as vazões observadas com valores superiores a Qr.
Em hidrologia e outros campos de estudo, o parâmetro de
interesse é muitas vezes um dado quantil, a saber: por exemplo,
0,990 o quantil da distribuição de cheia anual, correspondente a
um valor com período de retorno de 100 anos (Stedinger, 1983
apud Serinald, 2009). É sempre necessário avaliar o tipo de incerteza considerada em dado estudo. Em análise estatística, as
fontes de incertezas são normalmente agrupadas em 3 categorias principais (Serinald, 2009):
i. incerteza inerente ou natural, que representa a aleatoriedade
e complexidade do processo natural e que não pode ser reduzida de nenhum modo;
ii. incerteza estatística, que está relacionada a estimativa do
parâmetro e pode ser minimizada pelo aumento do tamanho
da amostra; e
iii. incerteza do modelo, que depende a escolha do modelo estatístico ou físico. Não pode ser reduzida pelo acréscimo de
informação (por exemplo, tamanho da amostra), mas somente pelo aumento do conhecimento do processo, e pela
adoção de modelos mais complexos.
Righetto (1998) advertiu que relativamente à magnitude da
cheia, a despeito de sua avaliação com confiabilidade ser muito
importante, os prováveis erros de avaliação comprometem muito
menos os cálculos de determinação da distribuição das vazões
máximas, em razão da pequena variabilidade das vazões para
grandes períodos de retorno. Não obstante, erros de avaliação da
data de ocorrência podem comprometer seriamente a confiabilidade da distribuição de freqüência das cheias.
No presente estudo, objetivou-se avaliar em uma análise de
um estudo de caso, as incertezas hidrológicas supracitadas, por
meio da análise de estacionariedade, de distintos modelos de distribuição teórica de probabilidades e de adoção de diferentes valores de vazão de referência, usando dados da série histórica de
uma Estação fluviométrica (Código 61285000, São João de Itajubá, Rio Lourenço Velho). Os modelos analisados para a definição
1
CHAUDHRY, F. (2001). Hidrologia: aspectos quantitativos. Notas de aula. São Carlos.
42
das cheias de projeto incluem os preconizados em CENTRAIS ELÉTRICAS BRASILEIRAS S.A (2000), a saber: exponencial de dois
parâmetros (estimada pelo método dos momentos), sempre que a
assimetria da amostra for superior a 1,5; e de Gumbel (extremos
do tipo I), para assimetrias amostrais inferiores a 1,5.
2. DISTRIBUIÇÕES TEÓRICAS DE PROBABILIDADES
2.1 Distribuição de Gumbel
A distribuição de Gumbel é uma distribuição de extremos
que é passível de ser deduzida a partir da suposição de que as
vazões de pico, Qpi, possuem distribuição assintoticamente exponencial (Equação 1). Da série de vazões diárias, com n (n<365)
valores de pico observados, seleciona-se a vazão máxima anual,
Qmax= max{Qp1, Qp2,...., Qpn}, cuja distribuição de probabilidade
pode ser expressa conforme a Equação (2), no caso em que as
vazões diárias possam ser consideradas como variáveis aleatórias
independentes e identicamente distribuídas. A distribuição de
Gumbel é dada pela Equação (3) e a definição dos dois parâmetros
α e β da distribuição de Qmax, pela Equação (4). (Righetto, 1998).
FQp (x) ≈ 1 − α ⋅ e− x
(1)
P[Qmax x] = P[FQ
x, …., Qp
p
FQ
max
(x) = e
−e
−
n
β=
(2)
(x − α)
β
(3)
Ou, com a variável reduzida, y =
F(y) = e
x] = [FQp (x)]n
(x − α)
β
−e − y
x−a
(
(4)
)
x − ln α1 ⋅ n
Por meio das Equações (5) e (6) são estimados os valores dos
parâmetros α e β. Por intermédio das estimativas de E[Qmax] e
de VAR [Qmax], obtidas a partir dos valores amostrais das vazões
máximas anuais observadas, tem-se as Equações (7) e (8). Desse
modo, para determinação da vazão máxima anual correspondente a um período de retorno, TR (anos), utiliza-se a definição
de TR, expressa pela Equação (9). Ao se substituir FQmax pela função de Gumbel, obtém-se a expressão dada pela Equação (10),
correspondente a um período de retorno TR. (Righetto, 1998).
E Qmax  = α + 0, 577 ⋅ β
(5)
VAR Qmax  = 1, 645 ⋅ β2
(6)
1
E Qmax  ≅ Qmax = ∑N
Q
N i =1 max,i
(7)
VAR Qmax  ≅ Qmax =
TR =
1
(
1 − FQmax x TR
1
N −1
)
  T

x TR = α − β ln  R 
  T − 1 

  R
∑N
i =1
(−Q
max,i
− Qmax,i
)
2
(8)
(9)
(10)
TECHNICAL ARTICLES
Entretanto, Hosking et al. (1985 apud Righetto, 1998) preconizaram que o coeficiente de assimetria, γmax , da distribuição
de Gumbel é uma constante igual a 0,577, sendo, geralmente,
um ponto fraco no ajuste da distribuição das vazões máximas
anuais. Isto, em razão do fato de que o coeficiente de assimetria
amostral, sendo influenciado pelas condições climáticas locais e
pelas características regionais, pode assumir um valor significativamente diverso a este valor fixo da distribuição de Gumbel.
2.2 Distribuição log-Pearson III
X=
1
N
S2 =
gx =
x−λ


α Γ(β)  α 
1
β −1
  x − λ 
exp − 

  α 
x
∑N
i =1 i
1
(
)
1
3
(N − 1)(N − 2)S
S
2
x

N  i − X
∑i =1


N
(
x −X
∑N
i =1 i
 x3

 i − 3XS2 − X3 
≅ ∑N

i =1 
 N



3
)
(13)
≅
(14)
De acordo com Righetto (1998), é possível exprimir a vazão
máxima anual, Qmax, em função dos parâmetros α, β e λ e de um
número aleatório, ξ, pertencente a uma distribuição normal padrão,
ou seja, N (0,1), conforme a Equação (15). Para um período de
retorno, TR, especificado e com a distribuição Normal, a função de
probabilidade acumulada se dá conforme as Equações (16) e (17).
Ao se substituir o valor de ξ, na Equação (15), com os parâmetros
da distribuição de Pearson estimados, torna-se possível calcular a
vazão Qmax(TR), correspondente ao período de retorno, TR.


 1
0,11 0, 33 
ln Qmax = λ + α β 3 −
+
ξ
2
1


β 3
β 6 

Φ(ξ) = 1 −
1
T

1
E, por tan to, ξ = Φ −1 1 − 
T

(
)
4
5
γ
1γ
 γ 
 2
 D − 1    + D   +  
6

36
6
(18)
Onde:
D = TR −
γ=
2, 30753 + 0, 27061
1 + 0, 99229τ + 0, 04481 ⋅ t2
N
(N − 1)(N − 2)


∑N
i =1 


(19)
3
( xi − µ )
3
σ




(20)
Onde: D é o desvio padrão padronizado; γ é a assimetria; TR
é o período de retorno; N é o número de eventos da amostra; xi
é o i-ésimo evento da amostra; μ é a média dos eventos; e σ é
o desvio padrão.
2.4 Distribuição Log-Normal II

S3
2
γ
γ 1
K = D +  D2 − 1  + D − 6D   −

6 3
6
(11)
(12)
2
∑N x − X ≅
N − 1 i==1 i
Conhecida também como Distribuição Gama Tipo III, e conforme Kite (1988 apud GPRH/UFV, 2009), o fator de freqüência é
calculado de acordo com a Equação (18).
3
A distribuição log-Pearson III de três parâmetros é uma distribuição pertencente à família de distribuição Gama, tendo grande
flexibilidade de ajuste às distribuições de freqüência de vazões
máximas anuais.(Righetto, 1998). Ao se tomar o logaritmo da
vazão máxima anual, definindo X = lnQmax, a função densidade de
probabilidade da distribuição de Pearson aplicada a essa variável
aleatória tem três parâmetros, a saber: escala, α; forma, β; e de
posição, λ, expressa pela Equação (11) (Lall e Beard, 1982 apud
Riguetto, 1996). Com os dados amostrais, ou seja, com as estimativas do valor esperado de X, da variância e do coeficiente de
assimetria, calculadas, respectivamente, pelas Equações (12) a
(14) (Bobee, 1975 apud Righetto, 1998), obtém-se as estimativas
dos parâmetros da distribuição de Pearson, aplicando, por exemplo, o método dos momentos, a despeito desse método ser muito
sensível ao tamanho da amostra. (Righetto, 1998).
fx (x) =
2.3 Distribuição Pearson III
(15))
(16)
(17)
Conforme Kite (1988 apud GPRH/UFV, 2009), para a série
gerada a partir dos logaritmos dos eventos da série de dados, o
fator de freqüência é calculado conforme a Equação (21)


 2 
ln  z2 + 1  
 ln z +1 




e
 −1
⋅ TR −
2




K=
z
(21)
Sendo z = σ/µ
Onde: TR é o período de retorno; σ é o desvio padrão dos
eventos da amostra; e μ é a média dos eventos da amostra.
3. METODOLOGIA
Para avaliação da série de vazões médias diárias registradas
ao longo de N anos de observação ajustaram-se várias
distribuições teóricas de probabilidade. Para tanto, foram
utilizadas as distribuições Log-Normal tipo II, log-Pearson III,
Pearson III e de Gumbel, por intermédio do software Siscah®
1.0 (GPRH/UFV, 2009), com base na metodologia supracitada,
assim como também para a análise de Estacionariedade. A
Estação utilizada foi a de Código 61285000 (Latitude -22:22:38 e
Longitude -45:26:51), São João de Itajubá, Rio Lourenço Velho,
com início do ano hidrológico em Outubro como preconizado
por Souza et al. (2009). Foram descartados os anos de 1935,
1980, 1987, 1988, 1995, 1997 e 2002, em razão de possuírem
falhas de respectivamente, 68,2%, 43,7%, 16,7%, 8,5%, 8,5%,
3,0% e 8,5%. Em seguida, para a distribuição de Gumbel, foram
considerados dois cenários para obtenção das séries parciais,
desenvolvendo-se uma planilha em Microsoft® Excell® e com
base em equacionamento proposto por Chaudhry1 (2001).
43
ARTIGOS TÉCNICOS
3.1 Distribuição de Gumbel
Foi desenvolvida uma planilha em Microsoft® Excell®, com
base em equacionamento proposto por Chaudhry1 (2001), conforme dado pelas Equações (25) a (27).
P[x  x] = 1 − F(x) = 1 − e−e
b = 1, 2825
x−X
σ
−b
+ 0, 5771 = A ⋅ x + B
ln(1 − P) = −e−b
(25)
(26)
(27)
Ou − ln[− ln(1 − P)] = b
Onde: X é a média das cheias máximas anuais e; σ é o desvio-padrão das cheias máximas anuais.
Uma comparação entre a reta teórica e os valores empíricos de Probabilidade versus Vazão demonstra a adequação do
modelo e, ainda, a conveniência de utilizar a reta teórica para
obtenção de cheia correspondente ao período de retorno para o
projeto. (Chaudhry1, 2001)
3.2 Análise de sensibilidade das séries parciais
Conforme anteriormente mencionado, uma série parcial é
obtida a partir de vazões observadas, considerando-se somente as
que excedem um determinado valor de referência (Rasmussen e
Rosbjerg, 1989 apud Righetto, 1998). Desse modo, foram fixados
dois valores para a vazão, respectivamente para dois cenários
estudados (Cenário 1 e Cenário 2), para a vazão de cheia de
referência, Qr, e tomaram-se apenas as vazões observadas com
valores superiores a Qr (Equação 28). Foram tomadas vazões de
referência observando o preconizado por Righetto (1998), em
que essas devem ser suficientemente elevadas, de maneira que
os eventos de cheia possam ser considerados independentes. Tal
comparação já fora proposta em Chaudhry1 (2001).
(
)
ξ(s) = max 0; Q(s) − Qr  , se [o, t]


(28)
Cenário 1 (Qr = 29,07 m3/s) e Cenário 2 (Qr= 50 m3/s).
3.3 C
álculo das vazões com tempos de retorno típicos de
obras hidráulicas (PCH)
Foram efetuados os cálculos de probabilidade (Equação 29) e
de risco (Equação 30), confrme metodologia proposta por Souza
et al. (2009).
P=
1
TR
(pu)
(29)
Em que:
P: probabilidade de, pelo menos uma vez, ocorrer a vazão
de cheia máxima (ou mínima) em um período futuro igual ao
período de retorno TR passados;

N
r = 100 ⋅ 1 − 1 − P  %


(
) ( )
(30)
Em que:
r: risco de ocorrer nos próximos N anos, pelo menos uma vez.
Também, de posse das distribuições de Gumbel para os
cenários 1 e 2, foi possível correlacionar os tempos de retorno
1
CHAUDHRY, F. (2001). Hidrologia: aspectos quantitativos. Notas de aula. São Carlos.
44
(TR) com as respectivas vazões (Qr) para ambos os cenários, inclusive as vazões de interesse para obras de PCH, ou seja, os riscos para os valores de N de 2, 50, 100 e 1000 em ambos cenários
1 e 2 (Souza et al., 2009), a saber:
• Análise de N=100 anos e TR=10000 anos, para obras permanentes em CGH;
• Análise de N=50 anos e TR=500 anos, para obras galgáveis
permanentes como barragem de concreto; e
• Análise de N=50 anos e TR=1000 anos, para obras galgáveis
não permanentes como barragem de terra.
O procedimento supracitado também foi realizado considerando-se os valores obtidos para vazão máxima instantânea (Qmax,in)
prevista a partir da vazão máxima média (Qmax,m) pela fórmula de
Füller, dada pela Equação (31), conforme preconizado por Souza
et al. (2009).


2, 66 

Qmax,in = Qmax,m ⋅ 1 +
,3 

A0
d 

(31)
Em que:
Qmax,in: vazão máxima instantânea (m3/s);
Qmax,m: vazão máxima média (m3/s), obtida da série histórica
disponível no web site da Hidroweb®;
Ad: área de drenagem do posto fluviométrico. Para o estudo
de caso, igual a 556 km2.
4. RESULTADOS
4.1 Estacionariedade
A Tabela 1 apresenta os dados acerca da Estacionariedade da
Estação Código 612855.
Observa-se da Tabela 1 que, após a análise que objetivou
analisar modificações no comportamento do regime hidrológico
registrado na série, em função de fatores distintos como: retirada
de água para uso em atividades agrícolas por meio da irrigação,
construção de reservatórios a montante da estação fluviométrica,
e alterações no regime climático do local ao longo do tempo, a
série foi aceita e, portanto, adequada para prosseguimento da
análise estatística no período considerado.
4.2 Distribuições e intervalos de confiança
Os valores das vazões de pico para as distribuições estudadas, assim como os valores de seus respectivos parâmetros, erros, intervalos de confiança, variância e coeficiente de assimetria
são apresentadas na Tabela 2. O valor calculado de vazão média
de longa duração, QMLT foi de 12,8967 m³/s.
Observa-se da Tabela 2 que os valores das assimetrias
amostrais foram inferiores a 1,5 em todas as distribuições, conforme preconizado em CENTRAIS ELÉTRICAS BRASILEIRAS S.A
(2000). Verificou-se também que os valores de vazões de pico
para cheias, teóricas de probabilidade, resultando as de Gumbel
e LogPearson III em valores maiores. Para TR de 10 anos, os
valores das distribuições de Gumbel e Log-Pearson III foram de
respectivamente, 79,46 m3/s e 80,09 m3/s; para TR de 25 anos, de
89,93m3/s e de 92,33m3/s; para TR de 100 anos, de 105,41m3/s e
de 111,90 m3/s; e finalmente, para TR de 1000 anos, de 130,90
m3/s e 149,14 m3/s. Estas discrepâncias corroboram o exposto
por Serinald (2009) acerca da incerteza do modelo. Tal incerteza
é função da escolha do modelo estatístico ou físico. Não pode
ser amortizada pelo acréscimo de informação (como o tamanho
da amostra), mas apenas pelo aumento do conhecimento do
processo, e pela adoção de modelos mais complexos.
TECHNICAL ARTICLES
4.3 D
istribuição de Gumbel e análise
de Sensibilidade das séries parciais
160
160
100
80
60
40
20
1
10
100
1000
10000
Tempo de Retorno (anos)
Pontos da série de cheias anuais, Qr = 29,07 m3/s
Curva de frequência (Método de Gumbel, Qr = 29,07 m3/s)
Pontos da série de cheias anuais, Qr = 50 m3/s
Curva de frequência (Método de Gumbel, Qr = 50 m3/s)
120
vazão (m3/s)
120
0
140
FIGURA 3: Distribuição de Gumbel para os Cenários 1 e 2, considerando a
vazão máxima instantânea e com relação ao período de retorno
100
80
60
40
20
0
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
b=-ln(-ln(1-P))
Pontos da série de cheias anuais, Qr = 29,07 m3/s
Curva de frequência (Método de Gumbel, Qr = 29,07 m3/s)
Pontos da série de cheias anuais, Qr = 50 m3/s
Curva de frequência (Método de Gumbel, Qr = 50 m3/s)
FIGURA 1: Distribuição de Gumbel para os Cenários 1 e 2, com relação a
variável reduzida
160
140
120
vazão (m3/s)
140
vazão (m3/s)
Os gráficos das Figuras 1 e 2 apresenta os valores obtidos
da análise da distribuição de Gumbel para os dois Cenários considerados, a saber: Cenário 1 (Qr = 29,07 m3/s) e Cenário 2
(Qr= 50 m3/s). Apresentam-se com relação a variável reduzida
(Figura 1) e com relação ao tempo de retorno (Figura 2). Na
Figura 3 apresenta-se a distribuição de Gumbel para os valores
de vazão máxima instantânea.
As Tabelas 3 e 4 apresentam, respectivamente, os valores
de interesse da distribuição de Gumbel para a Estação Código
612855, não considerando e considerando os valores de vazão
máxima instantânea.
100
80
60
40
20
0
1
10
100
1000
10000
Tempo de Retorno (anos)
Pontos da série de cheias anuais, Qr = 29,07 m3/s
Curva de frequência (Método de Gumbel, Qr = 29,07 m3/s)
Pontos da série de cheias anuais, Qr = 50 m3/s
Curva de frequência (Método de Gumbel, Qr = 50 m3/s)
FIGURA 2: Distribuição de Gumbel para os Cenários 1 e 2, com relação ao
período de retorno
Conforme observado nos gráficos das Figuras 1, 2 e 3 acerca
das séries parciais de vazão, os valores da curva de frequência pelo método de Gumbel variam, sobretudo, para os valores
menores da variável reduzida dessa distribuição.
Também, conforme apresentado nas Tabelas 3 e 4, para um TR
de 10 anos e um risco de 19,00%, o cenário 1 apresentou um valor
de vazão de 77,8m3/s e o cenário 2 de 78,5m3/s. Essa diferença
representou 1% entre os cenários 2 e 1. Ao se considerar a vazão
máxima instantânea, o cenário 1 apresentou um valor de vazão
de 78,7m3/s e o cenário 2 de 79,5m3/s. Essa diferença também
representou 1% entre os cenários 2 e 1. Para as obras de desvio em
PCHs, essa diferença não seria significativa, considerando-se ou não
a vazão máxima instantânea. Para um TR de 500 anos e um risco de
9,53%, o cenário 1 apresentou um valor de vazão de 118,1m3/s e
o cenário 2 de 109,5m3/s. Essa diferença representou -7,3% entre
os cenários 2 e 1. Ao se considerar a vazão máxima instantânea, o
cenário 1 apresentou um valor de vazão de 119,6m3/s e o cenário
2 de 110,9m3/s. Essa diferença também representou -7,3% entre
os cenários 2 e 1. Para as obras galgáveis permanentes como
barragens de concreto, essa diferença já seria significativa, também
se considerando ou não a vazão máxima instantânea.
Para um TR de 1000 anos e um risco de 4,88%, o cenário 1
apresentou um valor de vazão de 125,2m3/s e o cenário 2 de
115,0m3/s. Essa diferença representou -8,2% entre os cenários
2 e 1. Ao se considerar a vazão máxima instantânea, o cenário
1 apresentou um valor de vazão de 126,8m3/s e o cenário 2 de
116,4m3/s. Essa diferença também representou -8,3% entre os
cenários 2 e 1. Para as obras galgáveis permanentes como barragens de concreto, essa diferença já seria significativa, também se
considerando ou não a vazão máxima instantânea. Finalmente,
para um TR de 10000 anos e um risco de 1,00%, o cenário 1
apresentou um valor de vazão de 148,6m3/s e o cenário 2 de
133,0m3/s. Essa diferença representou -10,5% entre os cenários
2 e 1. Ao se considerar a vazão máxima instantânea, o cenário
1 apresentou um valor de vazão de 150,5m3/s e o cenário 2 de
134,6m3/s. Essa diferença também representou -10,5% entre os
cenários 2 e 1. Para as obras não galgáveis permanentes como
barragens de terra, essa diferença já seria significativa, também
se considerando ou não a vazão máxima instantânea.
Tais valores corroboram o exposto por Serinald (2009) sobre
a incerteza estatística, relacionada a estimativa do parâmetro e
passível de ser minimizada pelo aumento do tamanho da amostra.
45
ARTIGOS TÉCNICOS
TABELA 1: Estacionariedade da Estação Código 612855
H0
(Variância)
H0
(Média)
s²
(Série A)
s²
(Série B)
De 1936 a 1940 com 1941 a 2002
Aceita
Aceita
5772,86
3855,17
84,05
61,18
De 1936 a 1941 com 1942 a 2002
Aceita
Aceita
4922,34
3894,08
75,04
61,55
De 1936 a 1942 com 1943 a 2002
Aceita
Aceita
4746,75
3894,51
72,90
61,54
De 1936 a 1943 com 1944 a 2002
Aceita
Aceita
4795,50
3873,93
72,68
61,37
De 1936 a 1944 com 1945 a 2002
Aceita
Aceita
4435,32
3908,32
69,06
61,68
De 1936 a 1945 com 1946 a 2002
Aceita
Aceita
4660,39
3862,73
70,32
61,34
De 1936 a 1946 com 1947 a 2002
Aceita
Aceita
4753,11
3831,37
70,76
61,10
De 1936 a 1947 com 1948 a 2002
Aceita
Aceita
4727,64
3819,49
70,41
60,99
De 1936 a 1948 com 1948 a 2002
Aceita
Aceita
4660,33
3817,60
69,76
60,96
De 1936 a 1948 com 1950 a 2002
Aceita
Aceita
4662,79
3800,78
69,66
60,82
De 1936 a 1950 com 1951 a 2002
Aceita
Aceita
4651,81
3786,89
69,48
60,69
De 1936 a 1951 com 1952 a 2002
Aceita
Aceita
4535,16
3804,59
68,44
60,83
De 1936 a 1952 com 1953 a 2002
Aceita
Aceita
4425,62
3825,44
67,46
60,99
De 1936 a 1953 com 1954 a 2002
Aceita
Aceita
4290,68
3860,73
66,21
61,30
De 1936 a 1954 com 1955 a 2002
Aceita
Aceita
4204,04
3884,76
65,43
61,49
De 1936 a 1955 com 1955 a 2002
Aceita
Aceita
4091,93
3924,13
64,39
61,84
De 1936 a 1955 com 1957 a 2002
Aceita
Aceita
4036,82
3944,89
63,90
62,00
De 1936 a 1957 com 1958 a 2002
Aceita
Aceita
4190,75
3869,34
64,92
61,47
De 1936 a 1958 com 1959 a 2002
Aceita
Aceita
4146,60
3884,45
64,55
61,58
De 1936 a 1959 com 1960 a 2002
Aceita
Aceita
4216,25
3840,07
65,04
61,24
De 1936 a 1960 com 1960 a 2002
Aceita
Aceita
4188,63
3847,06
64,81
61,28
De 1936 a 1960 com 1962 a 2002
Aceita
Aceita
4311,11
3761,97
65,62
60,69
De 1936 a 1962 com 1963 a 2002
Aceita
Aceita
4314,26
3745,79
65,65
60,54
De 1936 a 1963 com 1964 a 2002
Aceita
Aceita
4365,87
3694,16
66,02
60,15
De 1936 a 1964 com 1965 a 2002
Aceita
Aceita
4356,83
3682,85
65,95
60,04
De 1936 a 1965 com 1966 a 2002
Aceita
Aceita
4325,90
3689,04
65,70
60,07
De 1936 a 1966 com 1966 a 2002
Aceita
Aceita
4331,83
3665,77
65,75
59,87
De 1936 a 1966 com 1968 a 2002
Aceita
Aceita
4386,59
3596,25
66,13
59,35
De 1936 a 1968 com 1969 a 2002
Aceita
Aceita
4307,02
3649,45
65,41
59,85
De 1936 a 1969 com 1970 a 2002
Aceita
Aceita
4243,10
3694,82
64,85
60,25
De 1936 a 1970 com 1971 a 2002
Aceita
Aceita
4247,51
3672,30
64,89
60,06
De 1936 a 1971 com 1972 a 2002
Aceita
Aceita
4150,30
3766,54
63,86
61,09
De 1936 a 1972 com 1972 a 2002
Aceita
Aceita
4104,40
3810,28
63,48
61,47
De 1936 a 1972 com 1974 a 2002
Aceita
Aceita
4058,42
3860,54
63,09
61,92
De 1936 a 1974 com 1975 a 2002
Aceita
Aceita
4038,17
3881,71
62,94
62,09
De 1936 a 1975 com 1976 a 2002
Aceita
Aceita
4000,18
3932,68
62,62
62,53
De 1936 a 1976 com 1977 a 2002
Aceita
Aceita
3973,69
3972,36
62,41
62,86
De 1936 a 1977 com 1977 a 2002
Aceita
Aceita
3986,10
3951,11
62,52
62,69
De 1936 a 1977 com 1979 a 2002
Aceita
Aceita
3937,56
4038,22
62,08
63,50
De 1936 a 1979 com 1980 a 2002
Aceita
Aceita
3916,18
4084,58
61,92
63,89
De 1936 a 1980 com 1981 a 2002
Aceita
Aceita
3892,62
4141,97
61,73
64,38
De 1936 a 1981 com 1981 a 2002
Aceita
Aceita
3918,01
4097,30
61,93
64,05
De 1936 a 1981 com 1983 a 2002
Aceita
Aceita
3950,18
4028,85
62,19
63,55
De 1936 a 1983 com 1983 a 2002
Aceita
Aceita
3957,36
4014,47
62,26
63,45
De 1936 a 1983 com 1985 a 2002
Aceita
Aceita
3950,27
4037,87
62,21
63,64
De 1936 a 1985 com 1985 a 2002
Aceita
Aceita
3923,02
4126,78
61,99
64,42
De 1936 a 1985 com 1986 a 2002
Aceita
Aceita
3930,32
4116,05
62,06
64,35
De 1936 a 1986 com 1988 a 2002
Aceita
Aceita
3927,32
4140,25
62,04
64,56
De 1936 a 1988 com 1989 a 2002
Aceita
Aceita
3903,33
4252,56
61,85
65,54
De 1936 a 1989 com 1990 a 2002
Aceita
Aceita
3869,23
4432,29
61,54
67,19
De 1936 a 1990 com 1991 a 2002
Aceita
Aceita
3827,19
4689,85
61,14
69,66
De 1936 a 1991 com 1992 a 2002
Aceita
Aceita
3866,44
4560,22
61,44
68,89
De 1936 a 1992 com 1993 a 2002
Aceita
Aceita
3882,57
4536,99
61,57
68,87
De 1936 a 1993 com 1993 a 2002
Aceita
Aceita
3905,50
4455,40
61,76
68,47
De 1936 a 1993 com 1995 a 2002
Aceita
Aceita
3861,52
4898,31
61,33
73,00
De 1936 a 1995 com 1996 a 2002
Aceita
Aceita
3874,36
4944,94
61,44
73,84
De 1936 a 1996 com 1996 a 2002
Aceita
Aceita
3860,33
5327,38
61,33
77,59
De 1936 a 1996 com 1998 a 2002
Aceita
Aceita
3883,43
5341,90
61,52
78,84
Período
46
Xm
(Série A)
Xm
(Série B)
TECHNICAL ARTICLES
TABELA 2: Valores de interesse da análise estatística da Estação Código 612855
Distribuição
Interv.
conf.
sup.
(95%)
Evento
(m³/s)
Interv.
conf.
inf.
(95%)
Erro
padrão
Alfa
Beta
Gama
Média
Variância
Assimetria
Nº de
eventos
Desvio
padrão
Gumbel
86,38
79,46
72,53
3,53
0,10
54,84
0,00
60,72
170,62
-0,01
13,06
Pearson 3
81,72
77,44
73,16
2,18
0,08
29665,3
-2189,07
60,72
170,62
-0,01
13,06
Logpearson 3
87,70
80,09
72,48
3,88
-0,08
9,07
4,76
4,08
0,05
0,66
0,23
Lognormal 2
83,45
77,96
72,48
2,80
– – – 60,72
170,62
-0,01
13,06
Gumbel
99,34
89,93
80,52
4,80
0,10
54,84
0,00
60,72
170,62
-0,01
13,06
Pearson 3
89,13
83,54
77,94
2,86
0,08
29665,3
-2189,07
60,72
170,62
-0,01
13,06
Logpearson 3
103,37
92,33
81,29
5,63
-0,08
9,07
4,76
4,08
0,05
0,66
0,23
Lognormal 2
93,07
86,15
79,22
3,53
– – – 60,72
170,62
-0,01
Gumbel
118,60
105,41
92,23
6,73
0,10
54,84
0,00
60,72
170,62
-0,01
Pearson 3
99,18
91,00
82,81
4,18
0,08
29665,3
-2189,07
60,72
170,62
-0,01
13,06
Logpearson 3
129,21
111,90
94,60
8,83
-0,08
9,07
4,76
4,08
0,05
0,66
0,23
Lognormal 2
106,38
97,37
88,36
4,60
– – – 60,72
170,62
-0,01
13,06
Gumbel
150,40
130,90
111,40
9,95
0,10
54,84
0,00
60,72
170,62
-0,01
13,06
Pearson 3
114,02
100,87
87,72
6,71
0,08
29665,3
-2189,07
60,72
170,62
-0,01
13,06
Logpearson 3
180,28
149,14
118,00
15,89
-0,08
9,07
4,76
4,08
0,05
0,66
0,23
Lognormal 2
126,85
114,54
102,24
6,28
– – – 60,72
170,62
-0,01
13,06
Período
de
retorno
10
25
13,06
67
13,06
100
1000
TABELA 3: Valores de interesse da distribuição de Gumbel para a Estação Código 612855
P
T
QT
(Cenário 1)
QT
(Cenário 2) /
QT
(Cenário 2) /
Risco
(N=2)
Risco
(N=50)
Risco
(N=100)
Risco
(N=1000)
(%)
anos
m3/s
m3/s
QT
(Cenário 1)
%
%
%
%
99,01
1,01
39,3
49,0
24,7%
99,99
100
100
100
50,00
2,0
58,6
63,8
8,9%
75,00
100,00
100,00
100,00
25,00
4,0
67,5
70,7
4,6%
43,75
100,00
100,00
100,00
20,00
5,0
70,1
72,7
3,6%
36,00
100,00
100,00
100,00
10,00
10,0
77,8
78,5
1,0%
19,00
99,48
100,00
100,00
4,00
25
87,4
85,9
-1,7%
7,84
87,01
98,31
100,00
2,00
50
94,6
91,4
-3,3%
3,96
63,58
86,74
100,00
1,00
100
101,7
96,9
-4,7%
1,99
39,50
63,40
100,00
0,20
500
118,1
109,5
-7,3%
0,40
9,53
18,14
86,49
0,10
1000
125,2
115,0
-8,2%
0,20
4,88
9,52
63,23
0,01
10.000
148,6
133,0
-10,5%
0,02
0,50
1,00
9,52
TABELA 4: Valores de interesse da distribuição de Gumbel, considerando os valores de vazão máxima instantânea, para a Estação
Código 612855
P
T
QT
(Cenário 1)
QT
(Cenário 2) /
QT
(Cenário 2) /
Risco
(N=2)
Risco (N=50)
Risco
(N=100)
Risco
(N=1000)
(%)
anos
m3/s
m3/s
QT
(Cenário 1)
%
%
%
%
99,0
1,01
39,8
49,6
24,7%
99,99
100
100
100
50,0
2,0
59,3
64,6
8,9%
75,00
100,00
100,00
100,00
25,0
4,0
68,4
71,6
4,6%
43,75
100,00
100,00
100,00
20,0
5,0
71,0
73,6
3,6%
36,00
100,00
100,00
100,00
10,0
10,0
78,7
79,5
1,0%
19,00
99,48
100,00
100,00
4,0
25
88,5
87,0
-1,7%
7,84
87,01
98,31
100,00
2,0
50
95,8
92,6
-3,3%
3,96
63,58
86,74
100,00
1,0
100
103,0
98,1
-4,7%
1,99
39,50
63,40
100,00
0,2
500
119,6
110,9
-7,3%
0,40
9,53
18,14
86,49
0,1
1000
126,8
116,4
-8,2%
0,20
4,88
9,52
63,23
0,0
10.000
150,5
134,6
-10,5%
0,02
0,50
1,00
9,52
47
ARTIGOS TÉCNICOS
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
No presente estudo, objetivaram-se avaliar, por intermédio da análise estatística de uma Estação fluviométrica (Código
612855), as incertezas inerentes à previsão de vazões de cheia
e distribuições teóricas de probabilidade mais usadas. De posse
dos resultados obtidos, foi possível concluir e corroborar o exposto por Serinald (2009) sobre as incertezas hidrológicas.
A primeira incerteza, com base na análise dos fatores naturais
da bacia hidrográfica, ou seja, condições climáticas locais e pelas características regionais, e que visam a ser representados
estocasticamente, reside na incerteza inerente ou natural, que
representa a aleatoriedade e complexidade do processo natural e que não pode ser diminuída de nenhum modo. Sobre as
incertezas do modelo, as discrepâncias obtidas a partir da análise dos resultados das distribuições corroboram o exposto por
Serinald (2009) acerca da incerteza do modelo. Tal incerteza é
função da escolha do modelo estatístico, e que não é passível
de ser reduzida pela ampliação de informação, mas somente
pelo aumento do conhecimento do processo, e pela adoção de
modelos mais complexos. Já, sobre a incerteza estatística, relativa a estimativa dos parâmetros e a despeito de ser passível
de redução pelo acréscimo do tamanho da amostra, confirmou-se o preconizado por esse Serinald (2009), uma vez que para
maiores valores de tempo de retorno, relacionaram-se maiores
diferenças para os dois Cenários considerados, a saber: Cenário
1 (Qr = 29,07 m3/s) e Cenário 2 (Qr= 50 m3/s). Houve, inclusive
uma inversão, a partir do tempo de retorno de 10 anos, para os
quais os valores da distribuição de Gumbel para a série parcial
(Cenário 2), começou a ser menor que para a série total (Cenário
1), considerando-se ou não a vazão máxima instantânea.
• [1] CENTRAIS ELÉTRICAS BRASILEIRAS S.A. – ELETROBRÁS. MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA – MME. (2000).
Diretrizes para Estudos e Projetos de Pequenas Centrais
Hidrelétricas. Eletrobrás.
6. AGRADECIMENTOS
Agradecemos sobremaneira ao Centro Nacional de Referência
em Pequenas Centrais Hidrelétricas (CERPCH) da Universidade
Federal de Itajubá (UNIFEI).
• [2] CHAUDHRY, F. (2001). Hidrologia: aspectos quantitativos. Notas de aula. São Carlos.
• [3] Di BALDASSARRE, G., LAIO, F.; MONTANARI, A. (2009).
Design flood estimation using model selection criteria.
Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, v. 34, n.
10-12, p. 606-611
• [4] GRUPO DE PESQUISAS EM RECURSOS HÍDRICOS DA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA – GPRH/UFV. (2009).
Sistema Computacional para Análises Hidrológicas. Versão
1.0.
• [5] YUE, S.; OUARDA, T. B. M. J.; B. BOBÉE, B.; P. LEGENDRE, P.; BRUNEAU, P. (1999). The Gumbel mixed model
for flood frequency analysis. Journal of Hydrology, v. 226,
n. 1-2, p. 88-100
• [7] RIGHETTO, A. M. (1998). Hidrologia e Recursos Hídricos. São Carlos: EESC/USP. 840 p.
• [8] SERINALD, F. (2009). Assessing the applicability of
fractional order statistics for computing confidence intervals for extreme quantiles. Journal of Hydrology, v. 376, n.
3-4, p. 528-541
• [9] SOUZA, Z.; SANTOS, A. H. M.; BORTONI, E. (2009).
Centrais Hidrelétricas: implantação e comissionamento. 2
ed. Rio de Janeiro: Ed Interciência. 520 p.
• [10] TIAGO FILHO, G. L. (2008). Pequenos aproveitamentos hidroelétricos. Brasília: Ministério de Minas e Energia.
216 p.
• [11] TODOROVIC, P. (1978). Stochastic models of floods.
Water Resources Research, v. 14, n. 2, p. 345-356
www.conferenciadepch.com.br
48
TECHNICAL ARTICLES
CRITÉRIOS INDICATIVOS PARA ANÁLISE DA VIABILIDADE
DE SERVIÇOS DE MODERNIZAÇÃO DE HIDROGERADORES
PINTO, Luciano Lopes
TIAGO Fº, Geraldo Lucio
GREGATTI, Augusto Cezar Mileo
RESUMO
Objetivando auxiliar os agentes geradores no direcionamento de ações para a elaboração de novos estudos de viabilidade para
implantação de processos de modernização de hidrogeradores, com idade tecnológica superior a 30 (trinta) anos, apresenta-se critério
avaliativo baseado em parâmetros estratégicos, operacionais de rendimento e de disponibilidade. Tal critério possibilita a análise dos
aspectos técnicos, operacionais, comerciais e ambientais envolvidos no estudo de viabilidade de modernização de hidrogeradores,
disponibilizando informações para aplicação da teoria proposta, consolidada através de diagnóstico direcionador.
PALAVRAS CHAVE: Centrais Hidrelétricas. Modernização. Repotenciação. Fator de Capacidade. Indisponibilidade.
INDICATIVE CRITERIA FOR ANALYSIS OF THE FEASIBILITY
OF HYDROGENERATOR MODERNIZATION SERVICES
ABSTRACT
Aiming at helping the generating agents in direct actions for the development of new feasibility studies for implementation of
the modernization of hydrogenerator, with the technological age over 30 (thirty) years, it presents evaluation criteria based on
strategic parameters, operating income and availability. This criterion allows the analysis of the technical, operational, commercial and
environmental issues involved in the feasibility study for modernization of hydrogenerator information available for the application of
the theory, consolidated through diagnostic director.
KEY WORDS: Hydroelectric power stations. Modernization. Repowering. Capacity Factor. Unavailability.
1. INTRODUÇÃO
1.1. Objetivo
O verdadeiro cenário que envolve os empreendimentos
hidrelétricos e sua utilização múltipla vem sendo questionado
pela sociedade como um todo. Cabe aos Órgãos gestores dos
recursos hídricos buscar e encontrar um equilíbrio apropriado
entre os múltiplos usos da água, tais como, processos industriais,
abastecimento, geração de energia, irrigação e conservação
ambiental.
Desregulamentação e reestruturação, custos de licenciamento,
competição crescente, aumento das pressões sócio-ambientais e
orçamentos cada vez mais restritos, criam um futuro de incerteza
para as empresas ligadas à geração hidráulica, criando pressões
para o aperfeiçoamento do processo de geração de energia,
reduzindo custos operacionais e de manutenção, e principalmente,
provendo uma série de benefícios ambientais e sociais que são
vitais para o desenvolvimento econômico de uma região.
Dentro desse contexto, a modernização de centrais hidrelétricas assume um lugar de destaque no cenário de expansão
da oferta de energia, se constituindo numa alternativa atrativa e promissora. De forma generalizada, entende-se que em
centrais com histórico operacional superior a 30 anos e sem
problemas estruturais graves em seus componentes e estruturas, sua modernização permite, a otimização de rendimento
com possibilidades de agregar incrementos de potência sem
a geração de impactos ambientais, recuperando seu fator de
capacidade original, garantindo um novo período de operação
dentro de padrões de rendimento compatíveis aos de empreendimentos novos.
A validação da afirmativa acima exposta poderá ser obtida
a partir do diagnóstico dos aspectos técnicos e operacionais
disponíveis, considerando os seguintes parâmetros:
• Rendimento e performance;
• Fator de disponibilidade;
• Fator de capacidade;
• Condicionantes hidrológicas;
• Condicionates estratégicas, tanto operacionais como de manutenção (indisponibilidade forçada, O&M, sobressalentes, etc.).
Tendo como hipóteses preliminares os incrementos dos fatores
de capacidade de projeto, observados durante as modernizações já executadas ou em execução, conjugados aos custos
envolvidos, poder-se-á, após a consolidação do diagnóstico
técnico-operacional, avaliar os ganhos financeiros reais, em
função do nível de modernização executado, permitindo assim a
contextualização de sua viabilidade.
1.2. Definições
Com o envelhecimento natural das centrais hidrelétricas, as
condições operacionais se deterioram, há uma redução da energia
produzida devido a diminuição das horas de disponibilidade dos
equipamentos com uma consequente redução do desempenho.
Uma vez verificada tal queda de performance é necessário
estabelecer uma avaliação criteriosa dos parâmetros operacionais
para direcionar as ações a serem tomadas. A partir desta avaliação criteriosa e considerando as definições de reabilitação e
1. Programa de Mestrado de Engenharia da Energia da UNIFEI, ELETROBRAS FURNAS, e-mail: [email protected]
2. UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ - UNIFEI, e-mail: [email protected]
3. COMPANHIA PAULISTA DE FORÇA E LUZ - CPFL, e-mail: [email protected]
49
ARTIGOS TÉCNICOS
1.3. Visão do Cenário Atual:
Vislumbra-se num futuro próximo, que a parcela da população
sem acesso às fontes de águas renováveis tende a se elevar. Isto
exigirá dos Governos e da Sociedade como um todo, esforços no
sentido de garantir a esta parcela significativa da população um aumento das disponibilidades, através da implantação de barragens
e reservatórios, projetados para utilizações múltiplas, assegurando
assim o desenvolvimento sustentável e racional das regiões.
De acordo com dados da ANEEL – BIG (2008), que considera a
Matriz Elétrica Brasileira identificada na Tabela 1, excluído o potencial de ITAIPU BINACIONAL, verifica-se que as fontes renováveis
de energia respondem por cerca de 76,42% desta produção, sendo de aproximadamente 76,18% o percentual referente ao grande
potencial hidráulico brasileiro, o que posiciona de forma particularmente atrativa o processo de modernização de antigas centrais.
Tabela 1: Matriz de Oferta de Energia Elétrica
EMPREENDIMENTOS EM OPERÇÃO
Tipo
Quantidade
Potência
Outorgada
(KW)
Potência
Fiscalizada
(kW)
%
CGH
221
116.681
116.059
EOL
16
248.250
247.050
0,11
0,24
PCH
310
2.208.848
2.156.989
2,12
SOL
1
20
20
0,00
UHE
159
74.572.295
75.066.931
73,95
UTE
1019
24.615.476
21.926.377
21,60
UTN
2
2.007.00
2.007.000
TOTAL
1.728
103.768.570
101.520.426
1,98
100,00
Fonte: ANEEL – Banco Informações de Gerações – BIG (2008).
Por outro lado, a indicação da necessidade de implementação de uma obra de modernização em uma central hidrelétrica,
coloca a concessionária de geração frente ao seguinte questionamento técnico-econômico:
• Quando intervir?
• Qual a extensão desta intervenção e o seu escopo?
• Qual o investimento necessário?
• Quais as perdas inerentes ao processo (indisponibilidade da
unidade geradora em modernização)?
• Quais são o Tempo e a Taxa de Retorno do capital investido?
• Qual a estratégia executiva a ser adotada para a condução
do processo?
Respondido o questionamento acima, verifica-se ainda que
a definição do momento oportuno para o início do processo de
modernização é em geral muito difícil de ser determinado, tendo
em vista a sobreposição dos efeitos decorrentes dos processos
de deterioração e desatualização tecnológica dos equipamentos
e sistemas, verificados ao longo da vida dos componentes, caracterizados na maioria das vezes, por uma depreciação gradual em
estágios, muitas vezes, não claramente definida.
50
A partir da Figura 1, é possível visualizar o comportamento do
processo de degradação da vida útil de uma unidade geradora,
onde considera-se que a ação dos reparos oriundos dos processos de manutenção aplicados, não reestabelecem aos equipamentos e sistemas a condição de, tão bom quanto novo.
Fonte: SANTOS C.M.P.(1999) – Sem escalas
repotenciação, constata-se que o processo de modernização,
que nada mais é que a união sistêmica desses dois conceitos,
torna-se a opção mais adequada, uma vez que a modernização
visa a melhoria e a extensão do prazo e da lucratividade global
da geração de energia, sem a alteração dos parâmetros físicos
básicos do aproveitamento (queda bruta e vazão).
Assim sendo, pode-se definir a ação de “modernizar” como sendo a preocupação em se resgatar a capacidade operativa de uma
central hidrelétrica, com ou sem incrementos de potência, automatizando os sistemas associados do gerador e turbina, em face do
alto índice de indisponibilidade e custos elevados de manutenção.
Figura 1: Degradação da Condição de Vida da Unidade/Instalação.
Logo, a decisão de se implementar um processo de modernização em unidades hidrogeradoras, deve ser estabelecida em
função de estratégias da empresa, justificada por análises técnicas-econômicas, que por sua vez são fundamentadas por fatores
e/ou indicadores extraídos continuamente da instalação (monitoramento), dentro de uma visão de engenharia, que considera o
equipamento ou sistema associado como um todo, isto é, avalia
e monitora o equipamento em si e suas vizinhanças.
Dentro deste cenário ainda é importante ressaltar as interfaces
operacionais com o orgão Operador Nacional do Sistema (ONS),
que em função das disponibilidades energéticas do Sistema Interligado Nacional (SIN) pode retardar, e até mesmo não disponibilizar uma determinada unidade geradora para modernização.
Este aspecto, associado às indefinições de cunho técnico, somente
disponíveis após a desmontagem dos componentes (imprevisibilidades), aumentam razoavelmente, o risco do empreendimento,
podendo impossibilitar o retorno da unidade dentro dos prazos
programados, influenciando negativamente sua rentabilidade, com
conseqüente aumento do tempo de indisponibilidade da mesma.
Avaliando de maneira global os aspectos envolvidos no processo, pode-se afirmar que a possibilidade de acréscimo de geração propiciada pela modernização, tem natureza incremental,
não sendo considerados os investimentos em desapropriação,
construção das estruturas hidráulicas, circuito de geração, fornecimento de equipamentos de movimentação de cargas, etc.,
além do que os custos ambientais são praticamente nulos.
1.4. O Estado da Arte:
Basicamente, centrais projetadas dentro de critérios e premissas que consideram grandes distâncias, entre o centro de geração e o centro de consumo, possibilitam, quando da oportunidade
da modernização ou reabilitação, que certas exigências, adotadas
quando do desenvolvimento do projeto original, sejam reavaliadas,
resultando em ganhos significativos de rendimento e performance.
Avanços tecnológicos contribuem para a obtenção de aumentos significativos de potência em antigos hidrogeradores. Esses
avanços não se limitam exclusivamente à tecnologia dos materiais isolantes ou mecânicos empregados atualmente. Ganhos
notáveis foram obtidos com a evolução do conhecimento dos circuitos magnéticos, dos processos de troca de calor, dos sistemas
auxiliares elétricos e mecânicos e também com a introdução de
ferramentas computacionais de análise e monitoramento. Dentre
os principais avanços tecnológicos podem-se elencar:
• Evolução do fator de utilização C;
1.5. Aspectos Ambientais:
Notadamente, verifica-se com relação aos impactos ambientais, que para as obras de modernização de centrais hidrelétricas
estes praticamente não existem, tendo em vista que as características hidroenergéticas nominais de projeto, ou seja, queda (H)
e vazão (Q), não são alteradas.
Considerando que para a grande maioria das centrais hidrelétricas com histórico operacional superior a 30 anos, a
grande parte, ou a totalidade dos impactos ocasionados por sua
construção e operação já foram praticamente absorvidos pela
natureza ou compensados e mitigados pelo homem, podendo-se
concluir que o processo de modernização em si não acrescentará
novos passivos ambientais, tendo em vista, inclusive, que as
emissões de GEE pelo reservatório, encontram-se equalizadas.
Ainda sob o aspecto ambiental, devem-se considerar as possibilidades de se agregar às obras de modernização os benefícios
da certificação e comercialização de créditos de carbono, oriundos
dos incrementos de rendimento desta fonte energética, obtidos
através de tal intervenção. Esta metodologia específica vem sendo
estudada por diversas empresas e especialistas do setor, e se encontra em fases distintas de desenvolvimento, podendo representar no curto espaço de tempo em mais uma possibilidade de aporte
de recursos para o financiamento destes empreendimentos.
1.6. P
erpectivas da Modernização
de Centrais Hidrelétricas
De acordo com a ANEEL (BIG) e segundo o critério de avaliação que se baseia exclusivamente na idade tecnológica e/ou
tempo em operação (histórico operacional superior a 30 anos)
de cada central, estima-se que cerca de 34.374,70 MW, são passíveis de modernização ou repotenciação.
Especialistas do setor, consideram que fatores como a localização dos novos empreendimentos, cada vez mais distantes dos
grandes centros consumidores, os altos investimentos em transmissão, os custos com obras civis, desapropriações e exigências
ambientais mais severas, tornam a modernização, alternativa
viável para o incremento de energia ao sistema, a um custo de
investimento e tempo de retorno relativamente menores, em se
comparando com os da construção de uma nova central, representando um significativo potencial de negócio.
1.7. A
nálise de Parâmetros Indicativos para
Modernização de Centrais Hidrelétricas
A análise dos parâmetros indicativos do processo de modernização deve estar baseada nos aspectos técnicos abaixo relacionados:
• Avaliação criteriosa dos aspectos técnicos relacionados à disponibilidade, ao rendimento e a performance das unidades;
• Históricos operacional e de manutenção;
• Análise de sensibilidade das oportunidades;
• Avaliação das indisponibilidades da unidade geradora em modernização (Interfaces do processo e imprevisibilidades);
• Avaliações econômico-financeiras.
• O gráfico da Figura 2 representa os reflexos imediatos do processo de modernização sobre o fator de disponibilidade de
uma unidade geradora ao longo de seu histórico operacional.
Disponibilidade x Período
100
Disponibilidade (%)
• Evolução tecnológica dos materiais magnéticos (redução
perdas) e de isolação do estator (resistência a temperaturas
mais elevadas);
• Evolução dos sistemas de ventilação;
• Adoção de sistema de excitação estática;
• Evolução das técnicas de projeto.
Fonte: FURNAS Centrais Elétricas SA.
TECHNICAL ARTICLES
90
80
70
Disponibilidade
de geração
60
50
40
30
1955
1965
1975
1985
1995
2005
Período (anos)
Figura 2: Gráfico “% Disponibilidade x Período”
Além dos parâmetros citados, ressalta-se ainda as possibilidades de revisão dos estudos hidrológicos em decorrência da
maior disponibilidade de dados consistidos e na evolução das técnicas atualmente empregadas para sua consecução, que associada
aos possíveis benefícios resultantes da regularização das vazões à
montante da central estudada, podem se configurar como fator
indicativo para a reavaliação deste. Outros aspectos não menos
importantes e que devem ser avaliados criteriosamente, são:
• Avaliação do circuito hidráulico (recuperação das perdas);
• Diagnóstico da turbina e equipamentos associados (“Index
Test”);
• Diagnóstico do gerador e equipamentos associados – TEAM
(Esforços Térmicos, Elétricos, Ambientais e Mecânicos);
• Substituição da excitatriz dinâmica por excitatriz estática;
• Adequação dos sistema de transformação e transmissão.
1.8. Análise da Atratividade do processo
de modernização
A atratividade do processo está baseada principalmente nos
benefícios decorrentes da recuperação da disponibilidade da central, em níveis similares ao de um empreendimento novo, associada a redução de custos de O&M, além dos benefícios inerentes
a sua digitalização. Por outro lado, constata-se como um dos
principais obstáculos a sua implementação mais intensa, a instabilidade e a inexistência de regras claras no setor, que associada
a incerteza da remuneração adequada dos investimentos, dificultam os estudos de oportunidades de negócio no curto prazo,
impedindo a determinação dos retornos dos capitais investidos
pelos novos investidores. A falta de estímulos, isto é, remuneração para quem ofereça acréscimo de energia assegurada, capacidade de ponta ou de reserva (disponibilidade), tem provocado a
reprogramação dos investimentos pelos agentes de geração.
Os benefícios obtidos com a modernização podem ser identificados em dois níveis, ou seja, nos níveis da central e do sistema.
Com relação à central, os benefícios a serem considerados são:
• Aumento da energia e potência garantidas sem impactos
ambientais, utilizando-se das estruturas civis e hidráulicas
existentes;
• Redução dos custos de O&M;
• Elevação dos índices de disponibilidade da unidade geradora/
instalação;
• Aumento da flexibilidade operativa em relação ao despacho
de geração;
• Extensão da vida útil da unidade;
• Operação remota;
• Automação da instalação, possibilitando uma maior integração da mesma na Organização como um todo.
No que diz respeito ao sistema, os benefícios serão decorrentes da
maior flexibilidade operativa das unidades geradoras modernizadas,
51
ARTIGOS TÉCNICOS
o que possibilitará a otimização energética do despacho do sistema
de geração, resultando em ganhos adicionais de energia garantida
para o Sistema Interligado Nacional (SIN). Para a identificação
desses benefícios sistêmicos é necessária a elaboração detalhada
de simulações da operação energética do SIN, envolvendo portanto
outras centrais do sistema elétrico de potência. Quanto aos custos,
estes são resultantes da implementação das obras de modernização
propriamente ditas e daqueles atrelados a operação continuada da
instalação durante o processo.
A experiência consolidada em processos desta natureza, desenvolvidos por empresas de geração, sinalizam um custo percentual do MW modernizado em torno de 11% do custo do MW
implantado para uma nova central, ou seja, aproximadamente
R$ 350,00/ kW, podendo ser subdividindo por componentes, conforme apresentado na Tabela 2.
TABELA 2: Custo Médio de Modernização de Componentes
CUSTO MÉDIO DE OBRAS DE MODERNIZAÇÃO
Modernização
Estudos e Projetos
Circuito Hidráulico
Turbina
Gerador
Ganho kW
(médio) %
Custo R$/kW
—
Até 1
2 a 12
5 a 30
7% da Obra
175
300 a 850
200 a 850
Fonte: II Seminário de Reabilitação e Modernização
de Usinas Hidrelétricas – Voith Siemens (2001).
2. METODOLOGIA DO ESTUDO
2.1. C
urvas de Freqüência Aplicadas à Avaliação
de Fatores de Capacidade e Disponibilidade
Considerando que o Fator de Capaciadade (Fcp) se refere a energia gerada num determinado período e o Fator de Disponibilidade
(Fdisp) refere-se à potência disponibilizada pela central, pode-se afirmar que ambas as grandezas são conceitualmente dependentes.
Entretanto, verifica-se que apesar de tais fatores ocorrerrem em
períodos diferentes, independemente um do outro, estes se correlacionam entre si, ou seja, uma menor disponibilidade de máquina
incorre em uma menor capacidade de geração da central. Porém,
uma menor capacidade não corresponde, necessariamente, a uma
disponibilidade reduzida da central, pois o Fator de Capacidade também é função da disponibilidade hídrica e das condicionantes de
despacho gerenciadas pelo Operador Nacional do Sistema (ONS).
Geralmente, as premissas de projeto de uma central determinam um Fator de Capacidade Ótimo de Projeto, que considera um
Fator de Disponibilidade aceitável, com valores variando entre 0,90
e 0,98, segundo padrões de rendimento estabelecidos pela ANEEL
e ONS, e aceitos normalmente pelo setor elétrico. Apesar da busca
por valores dentro deste intervalo, a disponibilidade da central é
determinada em função do número de máquinas aptas a operar.
Assim, observa-se a partir dos históricos operacionais que a medida que a central envelhece a tendência é que esse fator diminua, já
que o número de máquinas paradas para manutenção (corretiva,
preventiva ou preditiva) aumenta com o passar dos anos, fazendo
com que o Fator de Capacidade também se reduza.
Desta forma, pode-se concluir que existe uma correlação entre o Fator de Disponibilidade (Fdisp) que é a potência disponibilizada pela central e o Fator de Capacidade (Fcp) que corresponde
à energia média gerada. Assim, entende-se que uma maneira
de se recuperar o Fator de Capacidade (Fcp) de projeto da central
partiria da busca pela recuperação de seu Fator de Disponibilidade (Fdisp). A partir desta constatação, entende-se que a utilização dessa correlação entre o Fcp e Fdisp pode determinar um ponto,
a partir do qual, o Fdisp começa a influenciar, de forma significativa
e crescente no Fator de Capacidade Médio da central.
52
2.2. Correlação entre o Fcp e Fdisp.
Como os Fatores de Capacidade e Disponibilidade são eventos
que ocorrem ao longo do tempo, ao se analisar os histogramas
destas grandezas, num mesmo período, é possível verificar que
existe uma forma de correlacioná-los através de uma grandeza comum, ou seja, suas permanências (pu), ou “iso-permanências”.
Considerando a permanência “p”, como sendo a grandeza independente, com valores representados em percentual unitário
[pu], e os fatores de capacidade (Fcp) e disponibilidade (Fdisp) as
grandezas dependentes da permanência, e sendo a permanência “p” uma grandeza referida ao tempo, pode-se correlacioná-los (Fcp com Fdisp) tomando os valores correspondentes à uma
mesma pemanência.
A partir desta correlação, pode-se levantar uma curva entre
essas duas grandezas, tal como mostrado na Figura 3 , que resulta numa relação da segunite forma:
n
n −1
Fcp = a ⋅ F disp
+ b ⋅ F disp
(1)
Conforme mostrado na Figura 3, quando o Fdisp for nulo, o Fcp
também o será. A medida que há um crescimento dos valores do
Fdisp, ocorre um crescimento simultâneo dos valores do Fcp que tende
a se saturar ao se aproximar do Fdisp de equilíbrio. A partir desse
valor, qualquer aumento de Fdisp irá proporcionar um ganho considerável de Fcp, ou seja, a central estararia trabalhando com um Fcp
acima do valor nominal da central. Ou seja, há um ganho operacional da central. Por outro lado, a partir desse ponto uma dimuição
do Fdisp irá gerar uma perda substancial do Fcp. Ou seja, a central
estaria trabalhando muito abaixo da sua capacidade nominal.
Fcp
Curva de Correlação entre “Fcp e Fdisp”
n
n-1
Fcp = a . Fdisp + b . Fdisp
Fdisp
Figura 3: Curva de Correlação entre Fcp e Fdisp
Com o comportamento de ambos os fatores, equalizados
através da correlação de seus valores sob a mesma permanência, busca-se, a obtenção do ponto de equilíbrio entre os fatores
de Fdisp e Fcp. Graficamente, este ponto pode ser identificado na
região onde a curva definida pela equação [1] apresenta um
ponto de inflexão, conforme mostrado na Figura 4.
Fcp
Ponto de Inflexão da Curva de Correlação
Fcp Projeto
n
n-1
Fcp = a . Fdisp + b . Fdisp
Fdisp Equilíbrio
Figura 4 – Inflexão da Curva de Correlação entre Fcp x Fdisp.
Fdisp
TECHNICAL ARTICLES
Matematicamente, a maneira de se confirmar o ponto de inflexão obtido é através da aplicação da derivada segunda da função resultante da curva Fcp versus Fdisp, igualando-a a zero. A raiz
dessa equação mostra o valor de Fdisp Equilíbrio que corresponde ao
ponto de inflexão mencionado. O Fcp correspondente ao Fdisp Equilíbrio,
seria o Fator de Capacidade que, teoricamente, corresponderia ao
valor médio nominal de projeto.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Com os dados das séries históricas dos fatores de capacidade
e disponibilidade, disponibilizadas por um agente gerador que
implementa processo de modernização em uma central hidrelétrica com potência instalada de 476 MW, elaboram-se os histogramas de evolução destes fatores, conforme Figuras 5 e 6.
Figura 5: Histograma de Fatores de Capacidade Médios Mensais
Figura 6: Histograma de Fatores de Disponibilidade Médios Mensais
53
ARTIGOS TÉCNICOS
Observa-se que no período compreendido entre os meses de
outubro de 1999 a setembro de 2003, verificaram-se tendências
significativas de queda nos fatores de capacidade e disponibilidade
da central, ocasionados pelo aumento da freqüência de reparos, quer
de carater corretivo, quer preventivo, ocasionando a consequente
redução da disponibilidade operacional. Por outro lado, verifica-se,
também, a partir de 2002, quando o processo de modernização
já estava em desenvolvimento, que os fatores de capacidade e
disponibilidade indicavam sinais de recuperação, atingindo, ao final
do processo, patamares próximos ao valores de projeto.
Com os fatores de capacidade e disponibilidade extraídos do
histórico operacional e seus respectivos histogramas, obtém-se
as curvas de freqüência dos citados parâmetros, de acordo com
as Figuras 7 e 8, podendo-se afirmar que:
Avaliando as características apresentadas pelos fatores de
capacidade e disponibilidade, pode-se considerar que estes
parâmetros se enquadram perfeitamente na metodologia proposta, podendo a mesma ser aplicada em sua plenitude. A partir
dos valores dos históricos, tratados e correlacionados a uma
mesma permanência, obtém-se a equação da curva de correlação “Fcp x Fdisp” , representada aqui por uma equação de terceiro grau, conforme Figura 9.
3
2
Fcp = 0, 0004 ⋅ Fdisp
− 0, 0575 ⋅ Fdisp
+ 3, 4548 ⋅ Fdisp + 1, 3235
R2 = 0, 9861
Figura 9: Curva “Fcp x
Fdisp”
Da equação de tendência apresentada na Figura 9, matematicamente, pode-se através da derivada segunda da equação, obter o ponto de inflexão da curva, ou seja:
3
2
Fcp = 0, 0004 ⋅ F disp
− 0, 0575 ⋅ F disp
+ 3, 4548 ⋅ Fdisp + 1, 3235
Figura 7: Curva de Freqüência dos Fatores de Capacidade
igualando sua derivada segunda a zero:
teremos:
2
∂Fcp
2
∂Fdisp
=0
Fdisp = 47,9167
A partir do valor do Fdisp = 47,9167, tem-se retornando ao
gráfico da Figura 9, o valor correspondente do fator de capacidade: Fcp = 75,00.
Neste caso, confirma-se a premissa de que o ponto de inflexão, obtido após a derivada segunda da equação de correlação
entre os fatores de capacidade e disponibilidade apresentaria a
indisponibilidade mínima, a partir da qual seria indicado o início
dos estudos para implementação do processo de modernização,
uma vez que o fator de capacidade obtido corresponde ao valor
nominal previsto inicialmente em projeto, ou seja, Fcp = 0,75, de
acordo com o gráfico da Figura 10 a seguir:
Figura 8: Curva de Freqüência dos Fatores de Disponibilidade
O fator de capacidade previsto em projeto, ou seja, 0,75 é
atingido em aproximadamente 30% do histórico avaliado;
Já o fator de disponibilidade apresenta-se distribuído de maneira suave, não apresentando pontos de inflexão que indicariam
uma tendência de queda, possivelmente ocasionada por fatores
operacionais ou hidrológicos. Entretanto verifica-se que em 60%
do histórico a central opera abaixo da faixa de normalidade considerada pela ANEEL e ONS, ou seja, valores de disponibilidade
entre 0,90 a 0,98;
As observações extraídas somente das curvas de freqüência
dos fatores de capacidade e disponibilidade, dificultam a validação, de forma conclusiva, da época mais propícia para o início do
processo de modernização.
54
Figura 10: Fator de Disponibilidade de Equilíbrio (Fdisp)
TECHNICAL ARTICLES
Desta forma, pode-se concluir, que os aspectos relacionados a operacionalidade de unidades geradoras (intensidade e
freqüência de manutenções, quedas de rendimento, falta de sobressalentes, desatualização tecnológica, etc.) mencionados, associados ao critério acima desenvolvido, permitem uma indicação
confiável do momento mais oportuno para se iniciar os estudos
de implementação de um processo de modernização.
3.1 Avaliação da Viabilidade Econômica.
É importante ressaltar que para haver a confirmação da viabilidade econômica do processo de modernização, se faz necessário
o cálculo do tempo de amortização do capital investido no empreendimento, considerando as premissas adiante detalhadas:
Investimentos: Considerando o custo médio de R$ 350,00/kW,
e a potência instalada da central avaliada (476 MW), obtém-se
um valor de investimento básico da ordem de R$ 166.600.000,00,
com desembolsos distribuídos ao longo de 7 anos, concentrados
nos três primeiros;
• As tarifas médias dos contratos iniciais: R$ 70,00/MWh;
• A prorrogação da concessão, a partir de 2005, por um período
de 20 anos;
• Indisponibilidades: compra de energia no mercado spot a R$
157,00/MWh;
• As despesas de O&M da central modernizada estavam antes do início do processo em torno de 20%, após o início da
modernização foi sendo reduzido paulatinamente a razão de
10% ao ano até atingir o patamar de 50% de redução em
2006, mantendo-se constante a partir do referido ano;
• Disponibilidade média esperada após modernização de 96%
• Fator de Capacidade médio esperado da ordem de 75%.
De acordo com os resultados apresentados na Tabela 3, confirmam-se as expectativas iniciais, podendo-se concluir que o
processo de modernização, não somente é viável, como também
proporciona incrementos significativos de receita.
TABELA 3: Resultados do Estudo de Viabilidade
RESULTADOS DA VIABILIDADE
Parâmetros
Valores/Índices
Custo Estimado da Modernização
R$ 166.600.000,00
Custo Estimado da Indisponibilidade
R$ 495.754.787,11
Ganho de Horas de Geração
2014,8 horas/ano
Índice de Instalação
407,11 R$/kW
TIR
15,00%
VPL
R$ 773.141,74
4. CONCLUSÃO
Tendo em vista os resultados obtidos no estudo de casos,
conclui-se que o critério proposto, deve ser utilizado de forma
complementar às avaliações de viabilidade dos processos de
modernização de hidrogeradores baseados no monitoramento
dos parâmetros de rendimento e performance, obtidos a partir
do levantamento criterioso de dados operacionais.
Os refinamentos e melhorias que o presente trabalho pode vir
a receber, passam, necessariamente, pela padronização das informações relativas a rendimento, performance e custos de O&M
a serem disponibilizadas pelos agentes geradores, uma vez ser a
falta de informações confiáveis a principal limitação para a aplicação consistente desta metodologia.
Assim, entende-se que o processo de modernização de instalações hidrogeradoras de energia elétrica, deve ser colocado num
plano prioritário, de forma a evitar também que ações outras,
aparentemente mitigadoras, desatreladas de um procedimento
metodológico, venham quebrar, ainda que parcialmente, a atratividade de projetos desta magnitude, considerando-se principalmente a visão de empresa agregada ao mesmo. O assunto deve
ser tratado portanto, com elevada prioridade, tanto pelos agentes exploradores como pelos agentes reguladores do uso dos recursos hídricos, considerando inclusive os aspectos harmoniosos
que se apresentam em relação ao meio ambiente e a sociedade
como um todo.
Em face da irreversibilidade dos impactos gerados ao longo
dos anos, cabe agora a compensação por meio da melhor utilização dos recursos naturais, sem a ampliação dos passivos ambientais, através da otimização do desempenho de nossas centrais
hidrelétricas.
Paralelamente aos fatores acima mencionados, considera-se
o momento atual, propício para a implementação de tais processos, já que as condições de mercado de energia indicam custos
de indisponibilidade baixos a curto prazo, toleráveis para o médio
prazo e proibitivos para o longo prazo, aumentando significativamente sua atratividade.
Considerando a argumentação acima exposta, bem como, o
aspecto relacionado à amortização plena dos investimentos de
construção das usinas com idade tecnológica superior a trinta
anos, pode-se concluir que as intervenções em uma central hidrelétrica com fins de modernização, permitirão além da possibilidade da operação remota da mesma, o aumento da segurança
operacional, da confiabilidade e da disponibilidade dos equipamentos, sistemas e componentes, permitindo uma sobrevida de
30 anos, a um custo médio de aproximadamente 14% do custo
de uma nova central, com custos de O&M reduzidos.
Novo alento a implantação de processos de modernização se
configura através da Portaria do MME de nº 861, de 18/10/2010,
que possibilita a revisão, de forma extraordinária, dos montantes
de garantia física de energia da central hidrelétrica, despachada
centralizadamente pelo SIN, motivada por alterações de rendimento tecnicamente comprovadas.
Logo, pode-se afirmar que os benefícios trazidos pela implementação do processo de modernização devem ser utilizados de
forma complementar à estratrégia de construção de novas centrais hidrelétricas, sem a pretensão de substituí-la na importante
missão de prover a energia necessária ao desenvolvimento do
país, mas sim, como opção de aumento da eficiência energética
do sistema.
5. REFERÊNCIAS
• [1] BANCO DE INFORMAÇÕES DE GERAÇÃO. ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica. Disponível em: http://www.
aneel.gov.br
• [2] EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA – EPE. Considerações sobre Repotenciação e Modernização de Usinas Hidrelétricas. Nota Técnica DEN 03/08. Rio de Janeiro, 2008.
• [3] IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers.
IEEE Guide for the Rehabilitation of Hydroelectric Power Plant.
IEEE Std. 1147-2005. USA. 2005.
• [4] PINTO, L.P.. Determinação de Critérios Indicativos para
Análise da Viabilidade de Serviços de Modernização de Grupos
Geradores de Centrais Hidrelétricas. Dissertação de Mestrado.
Universidade federal de Itajubá – UNIFEI. Itajubá/MG, 2009.
• [5] SOUZA, Z., BORTONI E.C. e SANTOS A.H.M.. Estudos
para Implantação de Centrais Hidrelétricas. Centrais Elétricas
Brasileiras S.A. – ELETROBRÁS. Rio de Janeiro, 1999.
• [6] SOUZA, Z.. Centrais Hidrelétricas, Dimensionamento de
Componentes. Editora Edgar Blücher. São Paulo/SP, 2006.
55
ARTIGOS TÉCNICOS
UTILIZAÇÃO COMBINADA DE PEQUENAS CENTRAIS HIDRELÉTRICAS
E CENTRAIS ELÉTRICAS EÓLICAS
RESUMO
A utilização combinada de Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs), com Centrais Elétricas Eólicas (CEEs), apresenta como ponto
central de conveniência em relação à utilização individual de cada uma das formas de geração, o fato do lago da PCH servir de regularização e armazenamento de energia para o sistema híbrido, conforme sua função original para a hidrelétrica, mas paradoxalmente,
permitir a utilização de uma menor bacia de acumulação, pois no caso de uma estiagem mais prolongada, as comportas podem ser
reguladas, mantendo-se, por alguns períodos, apenas a vazão necessária para despacho complementar à geração produzido pela
Central Eólica.
PALAVRAS-CHAVE: PCH, Energia Eólica, Sistema Híbrido
COMBINED UTILIZATION OF SMALL HYDRELECTRICS POWER
AND WIND POWER GENERATION
ABSTRACT
The combinated use of small hydropower plants (SHP) and Wind Energy (WE) presents, as central point of convenience relative to
individual use of each form of generation, the fact that the SHP’s lake serves as energy regularizator and storer for the hybrid system,
according to its original function for the dam, but paradoxically, allow the use of a lower reserved volume, because in the event of a
prolonged drought, the floodgates may be regulated, keeping for some periods, only the needed flow to order additional generation
over the produced by the Wind Generation.
KEY-WORDS: Small Hydro-Power, Wind Energy, Hybrid Systems.
1. INTRODUÇÃO
Segundo a EPE (2007), nos próximos vinte anos, o Brasil necessita mais que dobrar a sua oferta interna de energia elétrica
para poder sustentar o crescimento projetado para o País. Os investimentos, mantidos os padrões atuais de fator de carga, correspondem a instalação de mais de 150 GW em geração de eletricidade. Considerando-se a falta de capacidade de investimento
do País; as dificuldades cada vez maiores de licenciamento das
grandes usinas hidrelétricas (veja-se os casos das usinas do Rio
Madeira e da Usina Belo Monte); a falta de perspectivas da utilização do carvão, resta a opção pela utilização do gás natural,
com suas incertezas, ou da energia nuclear, com toda a polêmica
em torno de seu aproveitamento, e a contribuição dos pequenos
aproveitamentos descentralizados para produção de eletricidade.
Nesse sentido, atualmente, pode-se pensar nas unidades
termoelétricas a biomassa, onde hoje desponta a utilização do
bagaço de cana-de-açúcar, na utilização da energia dos ventos,
especialmente devido a extensão do litoral brasileiro onde há
uma boa permanência e intensidade de ventos, e nas PCHs, que
a exemplo das grandes usinas do sistema nacional, também são
o que há de mais atrativo para o País devido as suas peculiaridades de qualidade da energia e de domínio nacional da tecnologia necessária.
A instalação de centrais eólicas para produção de energia elétrica está em franca expansão a nível mundial, tendo apresentado
um crescimento de 36,8 GW de 2008 para 2009, representando
31,7%, totalizando 157,9 GW instalados (WEEA, 2010). As previsões são de que este índice se mantenha de 2009 para 2010,
tendo como força impulsora a questão ambiental e o poderio financeiro de alguns países produtores de equipamento cujos mercados internos estão saturados.
56
A energia eólica apresenta como maiores barreiras a sua expansão o fato de não ser estocável na origem, o que lhe confere
a característica de imprevisibilidade de sua disponibilidade, ou
melhor, de falta de controle da oferta, tornando sua geração inflexível. Pode-se estimar o quanto será gerado em um ano, mas,
não, em que momento será gerado. Apresenta uma baixa densidade energética, o que implica em máquinas com uma elevada
relação peso potência, além de sua utilização apresentar outra
questão relevante: apenas quatro grandes empresas dominam
70% do mercado mundial (ONS, 2010).
Por outro lado, as dificuldades para obtenção de licenças ambientais são menores em relação a outros tipos de geração de
eletricidade; a ocupação de terras agricultáveis não é significativa;
e, eventualmente, podem apresentar características de sazonalidade favoráveis, como por exemplo, no Rio Grande do Sul, onde
há uma boa coincidência do período de ventos mais intensos, com
a demanda de irrigação de lavouras de arroz e, também, com o
crescimento da demanda no litoral do Estado. Também em algumas regiões, destacadamente a Nordeste, há uma complementaridade em relação ao regime hidrológico. Outro aspecto destacado
reside no fato de poder ser instalada de forma modular.
Há que se destacar que, na Europa, as usinas “off-shore” e a
repotencialização de usinas antigas representam as expectativas
de crescimento do setor, uma vez que o mercado convencional,
como já referido, está saturado, especialmente na Alemanha e na
Espanha. Em consequência, estes países necessitam abrir novos
mercados para seus produtos, sob pena de provocar queda de
emprego no mercado local de trabalho.
Sistemas eólicos isolados não apresentam fator de capacidade uma vez que sua disponibilidade depende de fator não controlado, a existência de vento. Por outro lado, quando utilizados
em conjunto com outras formas de geração de eletricidade, es-
TECHNICAL ARTICLES
2. MATERIAIS E MÉTODOS
Considerando-se o sistema convencional, num sistema competitivo de oferta de energia, pode-se partir de uma consideração
de um fator de fornecimento firme de 0,75. Como isto não pode
ser atendido por sistemas de energia eólica, parte-se de uma
composição de geração de 75% de potência instalada hidráulica
e 25% de potência instalada eólica.
Assim, para cada unidade de potência instalada esta proporção deve ser mantida, de formas que nos períodos de calmaria o
sistema hidrelétrico possa garantir os 75% de oferta de energia.
Como o fator de carga de sistemas eólicos, nos melhores locais para aproveitamento deste tipo de energia, no Brasil, fica
em torno de 30% (excepcionalmente pode atingir 0,35), pode-se
afirmar que a capacidade efetiva média, por MW, é de 0,3 MW.
Considerando-se que, de cada MW do sistema híbrido, apenas
0,25 MW são eólicos, conforme a Eq. 1, tem-se uma capacidade
média por MW instalado do sistema híbrido de
Pe = 0, 3 ⋅ 0, 25 MW
(1)
Como as UHE do sistema interligado atuam com fator de carga 0,5, utilizando-se esse valor como referência também para
o sistema híbrido, a PCH deve responder pelo complemento de
0,425, pois a soma dos dois fatores corresponde a 0,50. Entretanto, como a participação da PCH no sistema híbrido proposto
é de 0,75 tem-se, de acordo com a Equação 2,o fator de carga da
unidade hidrelétrica atine 0,57, pois seus 70% de participação no
sistema combinado devem responder por 0,425 MW.
FC = 0, 425
0, 7
= 0, 57
Curva de recorrência
65
60
55
50
45
Vazão (m3/s)
pecialmente aquelas estocáveis na origem, como as térmicas,
representam uma economia de combustível que as viabiliza,
econômica e ambientalmente.
Aplicando-se ao modelo brasileiro, essencialmente hidrelétrico, pode-se utilizar a energia eólica como um fator de “economia”
de água, isto é, a integração de energia eólica ao sistema pode
proporcionar o fechamento de comportas, retendo mais água nos
reservatórios, para utilização posterior ou, mesmo, possibilitando
a repotencialização de UHEs.
40
35
30
25
20
15
10
5
0
% do tempo
Figura 1: Curva de permanência
Desse modo, a produção anual seria de 94,7 GWh por ano,
correspondendo a uma potência média de 10,8 MW e um acréscimo degeração de 23,7 GWh por ano, correspondendo a um
acréscimo de 33,5%.
Eanual = (16,15*0,57 + 5,4*0,3).8760 = 94,704 GWh
Na Figura 2 estão apresentados os valores do kW instalado do
sistema híbrido, considerando diferentes valores do kW instalado
para PCHs e Centrais Eólica. È nítido que o sistema combinado
apresenta valores do kW maiores do que o do sistema hidrelétrico simples. Entretanto, como não é possível que o suprimento
seja realizado somente por este tipo de unidade, o uso combinado torna-se interessante.
(2)
Portanto, o fator de carga do sistema híbrido, resulta em 0,5025:
FC = 0, 57 * 0, 75 + 0, 3 * 0, 25 = 0, 5025
(3)
Para análise do modelo proposto, foi considerada uma PCH
do sistema Salto, na Região Nordeste do Rio Grande do Sul, da
Companhia Estadual de Energia Elétrica – Geração e Transmissão (CEEE GT), com potência de 16,15 MW, situada no Rio Santa
Cruz, abastecida através da barragem do Salto, que apresenta
uma capacidade de acumulação de 14.106m3, ocupando uma
área de 2,8 km2.
A UHE Bugres atuando com FC = 0,5 apresenta uma capacidade
de produção de 70,7 GWh por ano. Atuando sob um fator de
carga 0,57, poderia ter um acréscimo de 14% na sua produção
anual, que seria de 80,6 GWh. Esta geração suplementar seria
perfeitamente suportada pelo sistema, mesmo que a vazão média
se aproxime do limite operacional para um sistema convencional,
conforme a curva de permanência (ver Figura 1), os riscos seriam
minimizados pela contribuição eólica que, se apresenta características aleatórias, sendo imprevisível seu valor instantâneo,
apresenta previsibilidade com boa consistência quando considerados períodos maiores, como mensais, trimestrais ou anuais.
Considerando-se a capacidade de 16,15 MW, como 0,75 de
um sistema híbrido, a participação de um sistema eólico seria de
5,4 MW, conforme a Equação 3.
PE = 16,15 ⋅
0, 25
0, 75
= 5, 4 MW
(4)
Figura 2: Composição do custo do kW.
3. Conclusão
A utilização de suprimento consorciado entre Pequenas Centrais Hidrelétricas e Centrais Eolo-elétricas, pode ser bastante
interessante para o Brasil, uma vez que o País apresenta dificuldades pára realizar os investimentos necessários em infra-estrutura e sem energia, obviamente, os almejados índices de
crescimento econômico alardeados, não se concretizarão.
4. Referências
• ANEEL www.aneel.gov.br acessado em 03/2010.
• EPE www.epel.gov.br acessado em 03/2010.
• OCÁCIA, G. C., BRISTOT, A., JORGE, R. R. E BALBNOT, A.
(2003). O efeito do fator de carga no custo do kWh gerado
por PCHs. Revista CERPCH
• OCÁCIA, G. C. e SANTOS, J. C. V. (2002). Sistemas Fotovoltaicos
e Sistemas Híbridos para Eletrificação Residencial Rural. Anais
do 4o. Encontro de Energia no Meio Rural - AGRENER 2002.
• WWEA. World Wind Energy Association. acessado em 03/2010
57
ARTIGOS TÉCNICOS
TECHNICAL ARTICLES
INSTRUÇÕES AOS AUTORES
INSTRUCTIONS FOR AUTHORS
Forma e preparação de manuscrito
Form and preparation of manuscripts
Primeira Etapa (exigida para submissão do artigo)
First Step (required for submition)
O texto deverá apresentar as seguintes características: espaçamento 1,5; papel A4 (210 x 297 mm), com margens superior,
inferior, esquerda e direita de 2,5 cm; fonte Times New Roman
12; e conter no máximo 16 laudas, incluindo quadros e figuras.
Na primeira página deverá conter o título do trabalho, o resumo e as Palavras-Chaves. Nos artigos em português, os títulos
de quadros e figuras deverão ser escritos também em inglês; e
artigos em espanhol e em inglês, os títulos de quadros e figuras
deverão ser escritos também em português. Os quadros e as figuras deverão ser numerados com algarismos arábicos consecutivos, indicados no texto e anexados no final do artigo. Os títulos
das figuras deverão aparecer na sua parte inferior antecedidos
da palavra Figura mais o seu número de ordem. Os títulos dos
quadros deverão aparecer na parte superior e antecedidos da
palavra Quadro seguida do seu número de ordem. Na figura, a
fonte (Fonte:) vem sobre a legenda, à direta e sem pontofinal;
no quadro, na parte inferior e com ponto-final.
O artigo em PORTUGUÊS deverá seguir a seguinte sequência: TÍTULO em português, RESUMO (seguido de Palavras
chave), TÍTULO DO ARTIGO em inglês, ABSTRACT (seguido de
key words); 1. INTRODUÇÃO (incluindo revisão de literatura);
2. MATERIAL E MÉTODOS; 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO; 4.
CONCLUSÃO (se a lista de conclusões for relativamente curta, a
ponto de dispensar um capítulo específico, ela poderá finalizar
o capítulo anterior); 5. AGRADECIMENTOS (se for o caso); e 6.
REFERÊNCIAS, alinhadas à esquerda.
O artigo em INGLÊS deverá seguir a seguinte seqüência:
TÍTULO em inglês; ABSTRACT (seguido de Key words); TÍTULO DO ARTIGO em português; RESUMO (seguido de Palavraschave); 1. INTRODUCTION (incluindo revisão de literatura); 2.
MATERIALAND METHODS; 3. RESULTS AND DISCUSSION; 4.
CONCLUSIONS (se a lista de conclusões for relativamente curta,
a ponto de dispensar um capítulo específico, ela poderá finalizar
o capítulo anterior); 5. ACKNOWLEDGEMENTS (se for o caso);
e 6. REFERENCES.
O artigo em ESPANHOL deverá seguir a seguinte sequência: TÍTULO em espanhol; RESUMEN (seguido de Palabra llave),
TÍTULO do artigo em português, RESUMO em português (seguido de palavras-chave); 1. INTRODUCCTIÓN (incluindo revisão
de literatura); 2. MATERIALES Y METODOS; 3. RESULTADOS Y
DISCUSIÓNES; 4. CONCLUSIONES (se a lista de conclusões for
relativamente curta, a ponto de dispensar um capítulo específico, ela poderá finalizar o capítulo anterior); 5. RECONOCIMIENTO (se for o caso); e 6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
Os subtítulos, quando se fizerem necessários, serão escritos com letras iniciais maiúsculas, antecedidos de dois números
arábicos colocados em posição de início de parágrafo.
No texto, a citação de referências bibliográficas deverá ser
feita da seguinte forma: colocar o sobrenome do autor citado
com apenas a primeira letra maiúscula, seguido do ano entre
parênteses, quando o autor fizer parte do texto. Quando o autor
não fizer parte do texto, colocar, entre parênteses, o sobrenome,
em maiúsculas, seguido do ano separado por vírgula.
O resumo deverá ser do tipo informativo, expondo os pontos
relevantes do texto relacionados com os objetivos, a metodologia,
os resultados e as conclusões, devendo ser compostos de uma
sequência corrente de frases e conter, no máximo, 250 palavras.
Para submeter um artigo para a Revista PCH Noticias & SHP
News o(os) autor (es) deverão entrar no site www.cerpch.unifei.
edu.br/Submete-rartigo.
Serão aceitos artigos em português, inglês e espanhol. No
caso das línguas estrangeiras, será necessária a declaração de
revisão lingüística de um especialista.
Segunda Etapa (exigida para publicação)
The manuscript should be submitted with following format:
should be typed in Times New Roman; 12 font size; 1.5 spaced
lines; standard A4 paper (210 x 297 mm), side margins 2.5 cm
wide; and not exceed 16 pages, including tables and figures.
In the first page should contain the title of paper, Abstract
and Keywords. For papers in Portuguese, the table and figure
titles should also be written in English; and papers in Spanish
and English, the table and figure titles should also be written in
Portuguese. The tables and figures should be numbered consecutively in Arabic numerals, which should be indicated in the
text and annexed at the end of the paper. Figure legends should
be written immediately below each figure preceded by the word
Figure and numbered consecutively. The table titles should be
written above each table and preceded by the word Table followed by their consecutive number. Figures should present the
data source (Source) above the legend, on the right side and no
full stop; and tables, below with full stop.
The manuscript in PORTUGUESE should be assembled in
the following order: TÍTULO in Portuguese, RESUMO (followed
by Palavras-chave), TITLE in English; ABSTRACT in English
(followed by keywords); 1.INTRODUÇÃO (including references);
2. MATERIAL E MÉTODOS; 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO; 4.
CONCLUSÃO (if the list of conclusions is relatively short, to the
point of not requiring a specific chapter, it can end the previous
chapter); 5. AGRADECIMENTOS (if it is the case); and 6.
REFERÊNCIAS, aligned to the left.
The article in ENGLISH should be assembled in the following order: TITLE in English; ABSTRACT in English (followed by
keywords); TITLE in Portuguese; ABSTRACT in Portuguese (followed by keywords); 1. INTRODUCTION (including references);
2. MATERIAL AND METHODS; 3.RESULTS AND DISCUSSION; 4.
CONCLUSIONS (if the list of conclusions is relatively short, to
the point of not requiring a specific chapter, it can end the previous chapter); 5. ACKNOWLEDGEMENTS (if it is the case); and
6. REFERENCES.
The article in SPANISH should be assembled in the following order: TÍTULO in Spanish; RESUMEN (following by Palabrallave), TITLE of the article in Portuguese, ABSTRACT in Portuguese (followed by keywords); 1. INTRODUCCTIÓN (including
references); 2. MATERIALES Y MÉTODOS; 3. RESULTADOS Y
DISCUSIÓNES; 4. CONCLUSIONES (if the list of conclusions is
relatively short, to the point of not requiring a specific chapter, it
can end the previous chapter); 5.RECONOCIMIENTO (if it is the
case); and 6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
The section headings, when necessary, should be written
with the first letter capitalized, preceded of two Arabic numerals
placed at the beginning of the paragraph.
References cited in the text should include the author\’s
last name, only with the first letter capitalized, and the year
in parentheses, when the author is part of the text. When
the author is not part of the text, include the last name in
capital letters followed by the year separated by comma, all
in parentheses.
Abstracts should be concise and informative, presenting the
key points of the text related with the objectives, methodology,
results and conclusions; it should be written in a sequence of
sentences and must not exceed 250 words.
For paper submission, the author(s) should access the online submission Web site www.cerpch.unife.edu.br/submeterartigo (submit paper).
The Magazine SHP News accepts papers in Portuguese, English and Spanish. Papers in foreign languages will be requested
a declaration of a specialist in language revision.
Second Step (required for publication)
O artigo depois de analisado pelos editores, poderá ser devolvido ao (s) autor (es) para adequações às normas da Revista
ou simplesmente negado por falta de mérito ou perfil. Quando
aprovado pelos editores, o artigo será encaminhado para três
revisores, que emitirão seu parecer científico. Caberá ao(s) autor (es) atender às sugestões e recomendações dos revisores;
caso não possa (m) atender na sua totalidade, deverá (ão) justificar ao Comitê Editorial da Revista.
After the manuscript has been reviewed by the editors, it is
either returned to the author(s) for adaptations to the Journal
guidelines, or rejected because of the lack of scientific merit and
suitability for the journal. If it is judged as acceptable by the
editors, the paper will be directed to three reviewers to state
their scientific opinion. Author(s) are requested to meet the reviewers\’ suggestions and recommendations; if this is not totally
possible, they are requested to justify it to the Editorial Board
Obs.: Os artigos que não se enquadram nas normas acima
descritas, na sua totalidade ou em parte, serão devolvidos e
perderão a prioridade da ordem sequencial de apresentação.
Obs.: Papers that fail to meet totally or partially the guidelines above described will be returned and lose the priority of the
sequential order of presentation.
58
AGENDA/SCHEDULE
EVENTOS JANEIRO 2011
Pacific West Biomass Conference & Trade Show
Data: 10 a 12 de janeiro de 2011
Local: Sheraton Seatle Hote - Seatle Washington
Site: www.pacificwest.biomassconference.com
8th International Conference on Biofuels, Fuels of the Future
2011 German BioEnergy Association
Data: 24 a 25 de janeiro de 2011
Local: ICC Berlin - Berlin – Germany
Site: www.fuels-of-the-future.com
Argus America Crude Summit 2011
Data: 26 a 28 de janeiro de 2011
Local: Houston – Texas
Site: www.arguscrude.com/
Mão de Obra para a Indústria de Petróleo e Gás
Data: 27 e 28 de janeiro de 2011
Local: Hotel Plazza Copacabana – RJ
Site: www.informagroup.com.br/pt/event/show/id/13
Biodiesel Industry Forum FO Licht
Data: 27 e 28 de janeiro de 2011
Local: Kingsway Hall Hotel - London, UK
Site: www.agraconferences.msgfocus.com/q/18BdX4aW7piwoZs
EnerGen LatAm 2011 - Energy Generation Congress Latin America
Data: 31 de janeiro a 02 de fevereiro de 2011
Local: Rio de Janeiro
Site: www.energenlatam.com.br
EVENTOS FEVEREIRO DE 2011 Curso Internacional de Treinamento em Desenvolvimento
de Pequenas Centrais Hidrelétricas
Data: 01 a 12 de fevereiro de 2011
Local: Roorkee - Índia
Site: www.iitr.ernet.in
Curso de Reutilização de Águas Resíduais Tratadas
Fonte: 02 de fevereiro de 2011
Local: Saboia Estoril Hotel
Site: www.jornalarquitecturas.com
Advance - 2011 Biodiesel Conference & Expo
Data: 06 a 09 de fevereiro de 2011
Local: Phoenix Convention Center - Phoenix – Arizona
Site: www.biodieselconference.org/2011/
Russia Offshore 2011 - 6th Annual Meeting & Exhibition
Data: 08 a 10 de fevereiro de 2011
Local: Moscow
Site: www.theenergyexchange.co.uk/3/13/articles/179.php
Wind Forum Brazil 2011
Data: 08 a 10 de fevereiro de 2011
Local: Hotel Holiday Inn Parque Anhembi – SP
Site: www.windforumbrasil.com
Enervida 2011 - Feira e Conferência de Energias Renováveis
e Eficiência Energética
Data: 10 a 13 de fevereiro de 2011
Local: Viseu – Portugal
Site: www.enervida.org
Eolica Expo Mediterranean 2011
Data: 14 e 16 de fevereiro de 2011
Local: Rome Fair Centre – Roma
Site: www.eolicaexpo.com/en_zer/index_eol.asp
BRIEF - Brazil Infrastructure & Energy Finance Summit 2011
Data: 16 a 17 de fevereiro de 2011
Local: Blue TRee Premium Faria Lima
Site: www.viex-americas.com.br/eventos
Expo Solar International Solar Expo & Conference
Data: 16 a 18 de fevereiro de 2011
Local: Kintex – Korea
Site: www.exposolar.org/2011/eng/exhibit/sub03.as
Egética – ExpoEnergética
Data: 16 a 18 de fevereiro de 2011
Local: Valência, Espanha
Site: www.egetica-expoenergetica.com
National Ethanol Conference: Building Bridges to a More Sustainable Future
Data: 20 a 22 de fevereiro de 2011
Local: Phoenix – Arizona
Site: www.nationalethanolconference.com
Virtual H2O
Data: 22 de fevereiro de 2011
Local: Web
Site: www.virtualh2oevent.com
Comercialização de Energia
Data: 22 a 23 de fevereiro de 2011
Local: Golden Tulip Paulista Plaza
Site: www.informagroup.com.br/pt/event/show/id/13
SNEC 5 th (2011) International Solar Industry and Photovoltaic
Exhibition &Conference
Data: 22 a 24 de fevereiro de 2011
Local: Shangai New International Expo Center – Shangai
Site: www.snec.org.cn
Subsea Tieback - Forum & Exhibition
Data: 22 a 24 de fevereiro de 2011
Local: San Antonio – Texas
Site: www.subseatiebackforum.com
Strategies in Ligth
Data: 22 a 24 de fevereiro de 2011
Local: Santa Clara Convention Center, Santa Clara, CA
Site: www.strategiesinlight.com
EVENTOS MARÇO 2011
Photovoltaics World Conference & Expo
Data: 08 a 10 de março de 2011
Local: Tampa – FL
Site: www.pvworldevent.com
Renewable Energy World Conference & Expo North America
Data: 08 a 10 de março de 2011
Local: Tampa Convention Center - Tampa, FL
Site: www.renewableenergyworld-events.com
World Biofuels Markets 2011 Green Power Conferences
Data: 22 a 24 de março de 2011
Local: World Trade Centre – Rotterdam
Site: www.worldbiofuelsmarkets.com/venue.html
Offshore Asia - 6th Annual Conference & Exhibition
Data: 23 a 31 de março de 2011
Local: Marina Bay Sands, Singapore
Site: www.offshoreasiaevent.com
Unconventional Oil &Gas International Europe
Data: 15 a 16 de fevereiro de 2011
Local: Prague, Czech Republic
Site: www.unconventionaloilandgaseurope.com
The 6th International Conference on Dam Engineering
Data: 15 a 17 de fevereiro de 2011
Local: Lisboa – Portugal
Site: http://dam11.lnec.pt
59
OPINIÃO
A Abulia da Agenda Ambiental para as PCHs
O inconteste apelo da sustentabilidade das PCHs como fonte alternativa
e renovável em complemento à expansão da oferta de energia é um fato.
Por: Decio Michellis Jr.*
Abulia é a incapacidade relativa
ou temporária para conceber ou
concretizar ações e tomar decisões,
que pode às vezes atacar cada um
de nós. É uma deterioração mais
ou menos evidente da vontade de
atuar, que se traduz na indecisão,
na incapacidade. Revela falta de interesse e de motivação, bem como
o sentimento de impotência.
Identificamos a seguir alguns
riscos comportamentais dos agentes públicos, formuladores e executores das políticas públicas de meio
ambiente e energia, bem como dos formadores de opinião, que
prejudicam o interesse nacional na manutenção de uma matriz
elétrica limpa de baixo carbono:
Abulia dos Inseguros: aqueles que são capazes de deliberar, escolher e decidir, mas acabam por executar opções dos outros. Mesmo considerando as vantagens comparativas das PCHs,
os processos de licenciamento ambiental estão cada vez mais
complexos e caros, recebendo tratamento similar aos grandes
aproveitamentos hidrelétricos. Isto ocorre pela insegurança em
relativizar o princípio da precaução que as PCHs merecem no
processo de licenciamento, com ajustes compatíveis ao seu porte
e localização.
Abulia dos Impulsivos: intranqüilidade e impaciência para
deliberar, escolher e decidir cuidadosamente, precipitando sempre e irresistivelmente para a execução. Quando acertadamente
incentivamos através da desoneração fiscal as eólicas, criamos
uma assimetria para com as PCHs reduzindo sua competitividade
e desestimulando novos investimentos, ou seja, baixa oferta de
energia proveniente de PCHs nos últimos leilões. Para recuperar
a competitividade a alternativa de curto prazo é a importação de
equipamentos chineses. No médio prazo esta alternativa pode
gerar desindustrialização e desativação dos fornecedores nacionais para estes equipamentos.
Abulia dos Intelectuais: deliberam indefinidamente, sem
chegarem a optar por alternativas adequadas e concretizá-las.
Mesmo considerando as PCHs como viáveis e desejáveis numa
Agenda Elétrica Sustentável para um setor elétrico eficiente, seguro e competitivo, a frustração na oferta de energia de PCHs nos
leilões recentes, não foi suficiente para mobilizar os defensores
desta agenda em defesa das PCHs.
Abulia dos Inconstantes: São capazes de deliberar, escolher, decidir e executar, mas ao sinal da primeira dificuldade,
abandonam tudo. No atual cenário de lata incerteza, defender
alternativas de expansão da oferta de energia com a inclusão
de fontes alternativas, PCHs inclusas, é natural trilhar caminhos
mais conservadores, com oferta de grandes blocos de energia por
UHEs e por fontes alternativas de maior apelo numa economia de
baixo carbono. Combinado com as dificuldades crescentes conseqüência de seu tratamento quase igualitário nos processos de
licenciamento com as UHEs, as PCHs foram eclipsadas dentro das
prioridades de investimento e incentivo.
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Abulia dos Teimosos: Winston Churchill declarou “O que eu
espero senhores, é que depois de um razoável período de discussão, todo mundo concorde comigo”. Temos vários exemplos
daqueles que são capazes de deliberar, escolher, decidir e executar, contudo, mesmo que a execução demonstre repetidas vezes
uma realidade, jamais desistem de tentar provar ao contrario. As
PCHs são um sucesso do ponto de vista técnico e ambiental nos
últimos 120 anos como oferta alternativa de energia. Porém insistimos em outras alternativas mais caras, de maior dependência tecnológica externa em detrimento de uma tecnologia já consolidada e grande potencial ainda a ser explorado.
No conceito de sustentabilidade, a energia mais ecoeficiente
é a que não consumimos. A preservação, melhoria e recuperação
da qualidade ambiental propícia a vida, assegurando condições
ao desenvolvimento socioeconômico, aos interesses da segurança
nacional e a proteção da dignidade da vida humana não podem
prescindir das PCHs na expansão da oferta de energia elétrica.
O inconteste apelo da sustentabilidade das PCHs como fonte
alternativa e renovável em complemento à expansão da oferta de
energia é um fato. O meio ambiente agradece.
(*) Diretor de energia do Departamento de Infraestrutura da
FIESP - Federação das Indústrias do Estado de São Paulo e assessor especial de meio ambiente da Vice-presidência Corporativa de Distribuição da Rede Energia
OPINION
The Apathy of the Environmental Agenda Towards SHPs
The unique appeal of the sustainability of the SHPs as an alternative and renewable
source of energy completing the expansion of the energy offer in Brazil is a fact.
Translation: Adriana Candal
Apathy is the temporary inability to conceive or execute
actions and to make decisions, which may sometimes fall upon
each of us. It is a relative evident deterioration of the will of
acting, which can be translated into indecision, inability. It reveals
a lack of interest and motivation as well as a powerless.
We are now going to identify some behavioral hazards of
the public agents, creators and executors of environment and
energy public policies, as well as those, who are opinion makers
and harm the national interest in maintaining a clean energy
matrix with low carbon emissions.
Apathy of the insecure: those who are able to deliberate,
choose and decide, but end up executing the option of others.
Even considering the comparative advantages of the SHPs, the
licensing processes are getting more and more complex and
expansive, receiving a similar treatment as those for large
hydropower plants. This happens because of the insecurity of
relativizing the precaution principle that the SHPs deserve in the
licensing process, with compatible adjustments regarding their
size and location.
Apathy of the Impulsive: lack of tranquility or patience to
deliberate, choose and decide carefully, always and irresistibly
jumping into to execution. When we rightfully gave incentive to
the wind plants through fiscal aid, we created an asymmetry
with the SHPs, reducing their competitiveness and discouraging
new investments, i.e., low energy offer of energy from SHPs
in the past auctions. The recover the competitiveness, the
short term alternative is the importation of Chinese equipment.
In the medium term, this alternative may cause the national
industrialization process to stop and the national suppliers of
this equipment to stop producing.
Apathy of the intellectual: they deliberate endlessly
without opting for appropriate alternatives and execute them.
Even considering SHPs as feasible and desirable within a
Sustainable Electric Agenda for an efficient, safe and competitive
sector, the frustration regarding the SHP energy offer in the
recent auctions was not enough to move the defenders of this
agenda pro SHPs.
Apathy of the Inconstant: They are able to deliberate,
choose, decide and execute, but at the first sign of difficulty they
abandon everything. Within this scenario of major uncertainty,
in order to defend the alternatives of expansion of the energy
offer by including alternative sources of energy, SHPs being one
of them, it is natural to trail a more conservative path with large
offers of energy coming from huge amounts of energy generated
by large hydropower plants and by alternative sources that have
better appeal in a low carbon economy. Combining with the
growing difficulties, a consequence of the similar treatment in
the licensing process given to the LHPs, the SHPs were set aside
from the priorities of investment and incentives.
Apathy of the Stubborn: Winston Churchill stated “What I
hope you, is that after a reasonable period of discussion, everyone
agreed with me”. We have several examples of those who are
able to deliberate, choose, decide and execute. However, even
though the execution shows the same reality repeatedly, they
never give up trying to prove the opposite. SHPs are a success
from the technical and environmental point of view over the
past 120 years as an alternative offer of energy. However, we
insist on other alternatives that are more expensive, are more
dependent on foreign technology in detriment of a consolidated
technology with a huge potential that can still be explored.
As far as the sustainability concept is concerned the most
eco-efficient energy is the one ht we do not consume. The
preservation, improvement and recovery of the environmental
quality favor life, assuring the condition of socio-economic
development, the interests of national security and the protection
of the dignity of human life. Thus it is impossible to set SHPs
aside when it comes to the expansion of electric power.
The unique appeal of the sustainability of the SHPs as an
alternative and renewable source of energy completing the
expansion of the energy offer in Brazil is a fact. The environment
thanks for that.
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OPINIÃO
As PCHs e questões ambientais associadas
Por: Charles Lenzi*
As questões ambientais associadas à construção de um empreendimento de geração de energia elétrica sempre foram um
dos maiores focos de discussão e polêmica envolvendo o Setor, os
órgão ambientais nas diversas esferas da administração pública
(municipal, estadual e federal) e as demais partes interessadas
da sociedade. A Pequena Central Hidrelétrica – PCH, apesar de
ser uma fonte de geração de energia limpa, renovável e sustentável, com reduzido impacto socioambiental, não foge à regra do
debate que permeia as questões ambientais.
Em função de suas características construtivas que envolvem
a construção de uma barragem e a formação de um reservatório, o
impacto ambiental, apesar de existente, é de pequena magnitude,
sendo que os benefícios dos programas ambientais implementados pelas empresas como reflorestamento das bordas dos reservatórios, constituição de reserva legal e compensação ambiental
suplantam as áreas inundadas e, eventualmente degradadas.
Assim, desde sua consolidação na matriz elétrica brasileira,
as PCHs têm demonstrado que são não apenas ambientalmente
sustentáveis, como socialmente responsáveis, além de produzir
uma energia elétrica limpa e renovável, sendo que os empreendedores estão trabalhando arduamente para a melhoria continua
das ações de mitigação desses impactos.
A própria caracterização do empreendimento como PCH já
exige um reservatório com área limitada em 3 km2, reduzindo
assim o impacto proveniente da formação de grandes reservatórios. Os reservatórios, quando existentes, têm sido aproveitados
pela população próxima como área de lazer, contribuindo para a
consolidação de um ambiente integrado ao empreendimento.
No entanto, tais características, que concedem à PCH uma
condição especial de empreendimento com reduzido impacto
ambiental, não tem sido consideradas na maioria dos processos de licenciamento conduzidos em nosso país, que insistem
em colocar as PCHs no mesmo patamar de empreendimentos de
grande porte, tornando o mesmo cada vez mais impactante na
estrutura de custos do empreendimento e, por vezes, levando à
sua inviabilidade.
Com isso, perde o país, que abre mão da possibilidade de
contar com uma geração de energia limpa, renovável e sustentável, de baixo impacto ambiental e de implementação em um
reduzido espaço de tempo e, principalmente, perde a população
das áreas próximas ao empreendimento, que deixam de contar
com os benefícios que tais empreendimentos trazem, como por
exemplo: incremento na economia regional, injeção de recursos
e melhoria da infraestrutura do município, além de programas
socioambientais que privilegiam o bem estar da população e a
conservação da biodiversidade.
Isso tudo, sem ainda mencionar que as PCHs, por serem
consideradas uma fonte limpa e renovável de energia, sem emissão
de CO2, contribuem com a redução dos gases de efeito estufa,
sendo passíveis de inclusão no Mecanismo de Desenvolvimento
Limpo – MDL.
Infelizmente existe ainda em nosso país uma certa incompreensão sobre as PCHs fazendo com que elas carreguem o
mesmo peso ambiental de empreendimentos de grande porte e
que, portanto, não devem prosperar. O setor elétrico brasileiro,
especialmente os empreendedores do segmento de Pequenas
Centrais Hidrelétricas, trabalha muito para reverter esse quadro
e demonstrar, com as ações que já vem sendo feitas, que a realidade é bem diferente.
Para o desenvolvimento de nosso país, energia é fundamental e as PCHs certamente estão prontas para este desafio, com
a oferta de energia elétrica limpa, renovável, ambientalmente
sustentável e socialmente responsável.
(*) Presidente Executivo Abragel – Associação Brasileira de
Geração de Energia Limpa.
ESPAÇO DO LEITOR
Esse espaço é o canal entre os leitores da revista PCH Notícias & SHP News e o CERPCH, nele nossos leitores poderão
enviar suas dúvidas, questionamentos e sugestões. Escreva para [email protected]
Fábio
e-mail: [email protected]
Mensagem: Prezados.
Tenho só a agradecer o envio dessa revista e a atenção de vocês. O trabalho de vocês vai me ajudar muito, pois, amadoramente,
eu tenho coletado informações para uma pesquisa que pretendo desenvolver referente ao aproveitamento ótimo de reservatórios
urbanos (carac-terísticas hidrológicas, sanitárias, estruturais, geração, qualidade e, principalmente, influência do reservatório com a
comunidade).
Gostei muito da reportagem sobre a o tema da instalação de PCHs em distâncias muito próximas. Em um futuro, muito
próximo, pretendo fazer o curso de PCHs de vocês.
Parabéns a todos.
Muito Obrigado.
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OPINION
SHPs and Environmental Issues
Translation: Adriana Candal
The environmental issues associated to the construction of
an electric power generating enterprise have always been the
most significant topics of debates and controversies involving the
electric sector, the environmental organs and other parts of the
society. The Small Hydropower Plant (SHP), in spite of being a
source of clean energy, renewable and sustainable, with a reduced environmental impact, is not exempted from the debates
that deal with environmental issues.
Due to their building characteristics, which involve the
construction of a dam and the formation of a reservoir, the existing
environmental impact is considerably small, and the benefits of the
environmental programs implemented by the companies such as
reforestation of the reservoir edges, environmental compensation
and the creation of a legal preserved area compensate for the
flooded and, eventually, degraded areas.
This way, since they became consolidated in the Brazilian
energy matrix, the SHPs have been showing that they are not just
environmentally sustainable, but also socially responsible. They
also produce a clean and renewable energy and the entrepreneurs
are working hard to continuously improve their mitigating actions
of these impacts.
The classification of an enterprise as a SHP already
demands a reservoir no larger than 3 km2, reducing the
environmental impact from the formation of large lakes. When
the formation of a reservoir is necessary, it has been used by
the surrounding population for leisure activities, contributing
towards the consolidation of an environment integrated with
the enterprise.
However, such characteristics, which grant the SHPs the
special condition of being an enterprise with low environmental
impacts, have not been considered in most of the licensing
processes conducted in this country, insisting on positioning the
SHPs at the same level as the large hydropower enterprises. This
causes more and more impacts on the structure of costs of the
enterprise and many times they become unfeasible.
This way, the country loses because it cannot rely on a power
generation that is clean, renewable and sustainable, with a low
environmental impact and a reduced implementation period.
The population also loses because the people cannot rely on the
benefits that are brought by such enterprises such as an increase
in the regional economy, injection of resources, improvements in
the city infra-structure and socio-environmental programs that
privilege the welfare of the population and the conservation of
the biodiversity.
All of this, without mentioning that the SHPs, as they are
considered to be a clean and renewable source of energy without
CO2 emissions, contribute towards the reduction of greenhouse
gases, and can be included in the Clean Development Mechanism
– CDM.
Unfortunately, the country lacks understanding about the
SHPs, making them carry the same environmental burden as
large hydropower enterprises, therefore, they cannot flourish. The
Brazilian electric sector, especially the entrepreneurs who invest
in SHPs, have been working very hard to change this scenario
and show with their actions that the really is quite different.
Energy is of the utmost importance for our country to develop
and the SHPs are certainly ready for this challenge, offering a
clean, renewable, environmentally sustainable and socially
responsible electric power.
(*) Executive President of Abragel – Brazilian Association for
the Generation of Clean Energy.
READER SPACE
This segment is the channel between the readers of the magazine PCH Notícias & SHP News and the CERPCH, where
you can send your doubts, questions and suggestions to. E-mail to [email protected]
Fábio
e-mail: [email protected]
Mensagem: Dearest,
I would like to thank you for sending this magazine and for your attention. Your work will really help me, for I have been
collecting information for a research I intend to carry out about the optimum use of water from urban reservoirs (hydrological, sanitary, structural, generation, quality features and, mainly, the influence of the reservoirs on the community).
I particularly like the report on the installation of SHPs at close distances. In the near future I intend to do the SHP course
you offer.
Congratulations to you all.
Thanky very much.
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eletrobras.com
O mundo não para. A Eletrobras também não.
É justamente para esse mundo que se renova
todos os dias que a Eletrobras está preparada.
Todo dia é dia de uma nova oportunidade, de uma nova descoberta,
de um novo tempo. Hoje, as empresas que formam
a Eletrobras têm o orgulho de saber que o reconhecimento pela
postura socioambiental responsável nos colocou na carteira
do Índice de Sustentabilidade Empresarial da Bovespa.
Hoje, nós estamos entre as maiores empresas de energia do mundo.
Hoje, nós estamos preparados para deixar o país ainda mais forte.
64
INÍCIO DAS AULAS FEVEREIRO DE 2011
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