- cerpch

Ano 9 Revista n° 32
DEZ/JAN/FEV-2007
Planejamento Energético - Uma Aposta Arriscada
Energy Planning - Risky Bet
e mais
and more
Levantamento de estudos de inventário aprovados em 2006
revela potencial hidrelétrico de 6 mil megawatts
ACF Maria Carneiro
Report on inventory studies approved in 2006
reveals a hydroelectric potential of 6 thousand Megawatts
Artigos Técnicos
Tecnical Articles
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Editorial
Editorial
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03
FURNAS
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Planejamento Energético
Antonio Marcos Rennó Azevedo
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Energy Planning
Eletrobrás
04
Aposta Arriscada
Amilton Geraldo
Risky Bet
ANEEL
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Editorial
Editorial
Artigos Técnicos
Editor
Jornalista Resp.
Redação
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Fabiana Gama Viana
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Curtas
PCH Notícias & SHP News
09
Shorts
29
30
é uma publicação trimestral do CERPCH
The PCH Notícias & SHP News
is a three-month period publication made by CERPCH
Futuro Energético
Energetic Future
32
Tiragem/Edition: 4.500 exemplares/issues
Av. BPS, 1303 - Bairro Pinheirinho
Itajubá - MG - Brasil
cep: 37500-903
e-mail: [email protected]
Tel: (+55 35) 3629 1443
Fax: (+55 35) 3629 1443
ISSN 1676-0220
02
Levantamento de estudos de inventário aprovados em 2006
revela potencial hidrelétrico de 6 mil megawatts
Report on inventory studies approved in 2006
reveals a hydroelectric potential of 6 thousand Megawatts
Dear Readers
Prezados Leitores
Para os próximos anos, crescimento é algo que preocupa bastante os especialistas em energia; preocupação esta que foi acentuada depois do anúncio do Plano de Aceleração do Crescimento
(PAC), feito pelo governo federal no final de janeiro.
Se o PAC der certo e o Brasil crescer 5% ao ano, estudiosos do
setor afirmam que não haverá energia. Mesmo se o país crescer
4%, o risco de apagão se torna bastante grande. Esse, aliás, é um
dos grandes desafios para os próximos anos: evitar um novo apagão sem depender de chuvas intensas e torcer por um baixo crescimento econômico.
Neste caso, o Brasil não pode esperar soluções milagrosas na
dependência de projetos que estão se arrastando em polêmicas intermináveis. Este é o exemplo do gás natural, que foi considerado
ótima alternativa no setor energético nacional e que hoje encontra-se em meio à instabilidade política boliviana.
Além disso, durante o primeiro mandato do governo de Luís Inácio Lula da Silva, o setor energético ficou praticamente parado à espera de um novo modelo, considerado estatizante, centralizador e
que desestimulou os investidores. As maiores hidrelétricas previstas para entrar em operação estão localizadas na Amazônia. Esses
empreendimentos são caros, polêmicos e longe dos centros consumidores.
Nesse sentido, a racionalização do uso da energia se torna grande aliada, já que sua utilização mais eficiente diminuiria a necessidade de investimentos pesados em infra-estrutura. Segundo números da Eletrobrás, mais de R$ 4 milhões deixariam de ser gastos caso a energia fosse utilizada de forma mais eficiente.
O uso mais racional de energia também apresenta-se intimamente ligado às questões ambientais e representa grande desafio
para o Brasil. À medida que a preocupação mundial com o aquecimento global venha a constituir um fator preponderante nas decisões e discussões concernentes à área energética, a prioridade das
soluções menos intensivas em emissões terá um aumento expressivo. Em virtude disso, a expansão da oferta tenderá a considerar
soluções baseadas na energia renovável e/ou nuclear.
Neste contexto, as energias alternativas e a cogeração podem
exercer papel importante no cenário energético nacional. Entretanto, para isso, precisam de apoio, estímulos e financiamentos,
além da racionalização de padrões, normas e procedimentos. Atualmente, o rigor que se exige na implantação de um pequeno empreendimento é comparável ao que é exigido na entrada de operação de grandes centrais. Nesse sentido, as pequenas centrais hidrelétricas são demasiadamente prejudicadas.
A produção de biocombustíveis também pode surgir como uma
boa alternativa para o país. Produzir, consumir e exportar biocombustíveis representa uma mina de ouro para o Brasil. A expansão
da produção de cana-de-açúcar envolve alguns desafios, com destaque para o custo de oportunidade do uso da terra, o que implica
no grande aumento da área plantada. Além disso, é preciso levar
em conta a necessidade de infra-estrutura viária e os custos adicionais de transporte do álcool, quando parte expressiva da produção
ocorrer em áreas afastadas do mercado.
Os desafios para os próximos anos no setor energético brasileiro são grandes, e os problemas existem. Os próximos anos exigirão competência e iniciativa das autoridades do setor energético e
do governo federal. Se não se gastar tanta energia em negar que
os problemas e as dificuldades existem, talvez os desafios sejam
vencidos, e o setor energético não seja mais um empecilho no crescimento econômico brasileiro.
Geraldo Lúcio Tiago Filho
For the next year, growth is something that makes the energy
experts particularly worried. This concern has been made worse after the announcement of the Growth Accelerating Plan (PAC), released by the federal government in January.
If PAC really works and Brazil grows 5% a year, experts of the
sector say that there will be no energy. Even if the country grows
4%, the risk of blackouts is considerably high. The blackouts, in
fact, are one of the greatest challenges for the years to come: avoiding a new blackout without depending on intense rainfall and hoping for a low economic growth.
In this scenario, Brazil cannot hope for miraculous solutions depending on projects that are dragging themselves through endless
controversies. The natural gas is an example. It was considered a
great alternative within the electric sector and today it is in the
middle of the Bolivian political instability.
In addition, during President Luís Inácio Lula da Silva's first
term, the energy sector practically did not move, waiting for a new
model. When this new model came, it was considered state controlled and centralizer, and that discouraged the investors. The largest hydroelectric plants that are forecast to start operating are located in the Amazon Region. These enterprises are expensive, controversial and far from the consuming centers.
This way, the rationalization of the use of energy becomes an
important ally, given that its more efficient use would reduce the
need for heavy investments in infra-structure. According to figures
released by Eletrobrás, over R$ 4 million would be saved in case
the energy was used in a more efficient way.
The rational use of energy is also closely related to the environmental issues and represents a considerable challenge for Brazil.
As long as the world's concern towards global warming becomes an
important factor in relation to the decisions that must be made regarding the energy area, the priority will fall upon solutions that
present lower emissions. That is the reason why the rise in the offer
will tend to consider solutions based on renewable and/or nuclear
energy.
Within this scenario, the alternative sources of energy and cogeneration may plal an important role in the national context. For
that, however, besides the rationalization of standards, rules and
procedures, it is necessary to have support, encouragement and
funding lines. Today, the requirements for the implementation of
small plants are so strict that they can be compared to the commission of the large power plants. In this sense, the small hydropower
plants are being suffering excessively.
The production of biofuels may also appear as a good alternative for the country. Producing, consumer and exporting biofuels represents a gold mine for Brazil. The rise in the production of sugarcane involves some challenges. Among them we can highlight the
opportunity cost regarding the use of the land, which implies a significant growth in the planted area. In addition, it is necessary to take into account the need for better roads and the additional costs regarding the transport of the ethanol when an expressive part of the
production comes from areas far from the market.
The challenges for the years to come within the Brazilian
energy sector are substantial, and the problems do exist. The next
years will demand competence and initiative from the authorities
of the energy sector and of the federal government. If one does not
spend so much energy in denying that the problems and difficulties
really exist, perhaps the challenges will be conquered and the
energy sector will not be an obstacle to the Brazilian economic
growth.
Geraldo Lúcio Tiago Filho
03
PLANEJAMENTO ENERGÉTICO
Aposta Arriscada
Por Fabiana Gama Viana
Uma das principais críticas ao Plano Decenal 2006/ 2015 anunciado pelo governo é a grande aposta feita na
conclusão de obras de hidrelétricas
de grande porte, em detrimento da
busca pela eficiência energética e
adoção de matrizes energéticas renováveis. Dos 40.939 MW que serão adicionados à geração até 2015, 13.259
MW virão do Rio Madeira, Belo Monte e
Angra 3, ou seja, segundo documento publicado pela Câmara Brasileira de Investidores de Energia Elétrica (CBIEE), 35% do abastecimento de energia elétrica no país estarão calcados em apenas três grandes projetos.
Para Sergio Valdir Bajay, professor da Faculdade de
Engenharia Mecânica e pesquisador e membro do Conselho Científico do Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético (NIPE), ambos da Universidade Estadual de Campinas
(UNICAMP), essa é uma aposta arriscada, já que esses empreendimentos
se esbarram nas dificuldades sócio-ambientais, além do risco na obtenção de recursos.
Com larga experiência em planejamento energético - foi um dos criadores do curso de PósGraduação em Planejamento de Sistemas Energéticos e um dos fundadores do NIPE da UNICAMP, além de Diretor
do Departamento Nacional de Política Energética do Ministério de Minas e Energia (MME), Bajay, em entrevista ao PCH Notícias & SHP
News, fala sobre a retomada do planejamento energético pelo governo Lula. Além disso, o professor destaca a importância da criação da
Empresa de Pesquisa Energética (EPE), ressaltando a necessidade de um planejamento participativo, em que as partes interessadas participam do processo. Da mesma forma, Bajay atenta para a importância de uma pluralidade tecnológica na geração de energia elétrica,
além da necessidade de parcerias público-privadas nos investimentos do setor.
Quando o Presidente Luís Inácio Lula da Silva assumiu
O papel da EPE está sendo eficaz no setor energético?
Acho que a criação da EPE foi um sucesso; nesse sentido houve
seu primeiro mandato, quatro anos atrás, houve a proposta
um avanço significativo. Só existem ainda alguns desafios que não
de retomada das atividades de planejamento energético peforam alcançados. O primeiro desses desafios refere-se ao fato de
lo governo. Nesses quatro anos, isso foi benéfico para o sehoje em dia haver a necessidade de um planejamento participatitor energético e para o Brasil?
A questão da retomada do planejamento energético, em partivo, ou seja, as partes interessadas têm que participar do processo,
cular do setor elétrico, pelo governo vem de antes do primeiro mane isso não está acontecendo em relação à EPE. Esta tem um Consedato de Lula. O fato que mostrou a importância de se ter um planelho Consultivo grande que ainda não se reuniu nenhuma vez. Digo
jamento [do setor elétrico] foi o apagão [crise de desabastecimenisso com conhecimento de causa, porque eu faço parte desse Conto de energia elétrica em 2001]. Na época, o próprio governo de
selho como um dos indicados da SBPE [Sociedade Brasileira de PlaFernando Henrique Cardoso, após o apagão e constatada a falta de
nejamento Energético]. Eu acho que o planejamento que não conum planejamento adequado, já iniciou a retomada desse planejasegue o envolvimento desses stakeholders fica limitado em relação
mento. Na realidade, o governo Lula simplesmente deu continuiao seu alcance. De qualquer forma, é preciso dar um tempo maior
dade ao processo.
Por outro lado, é claro que muita gente do PT,
que participou dessa proposta de retomada, ainda
durante a campanha eleitoral do Lula, usou o fato
de não ter havido um planejamento energético até
pouco antes do apagão como um diferencial. Afinal,
o governo Lula teria um planejamento, coisa que o
“O Ministério é muito
governo de FHC não teve.
suscetível a eventos conDe fato, a retomada do planejamento foi feita. A
junturais e a conveniêncicriação da EPE [em 2004] foi mais ou menos na lias políticas de curto prazo
nha da proposta que já tinha sido pensada na época
que se chocam com a visão
do apagão, ou seja, de se criar um órgão de apoio
ao MME, já que este com os quadros próprios não te- de médio e longo prazo do
ria condições de fazer esse planejamento de cunho
planejamento.”
mais estrutural, regular e de longo prazo. O Ministério é muito suscetível a eventos conjunturais e a
Prof. Dr. Sergio Valdir Bajay
conveniências políticas de curto prazo que se chocam com a visão de médio e longo prazo do planejamento.
04
ENERGY PLANNING
Risky Bet
Translation Adriana Candal
One of the main criticisms to the
'Plano Decenal' 2006/2015 (a plan
that will guide the government's action within the next ten years) announced by the government is the
great bet on the conclusion of the
large hydroelectric plants to the detriment of the search for energy efficiency and the adoption of renewable
energy matrices. Out of the 40,939 MW
that will be added to the generation until
2015, 13,259 MW will come from the River
Rio Madeira, Belo Monte and Angra 3 (a nuclear power plant), i.e., according to a document
published by the CBIEE (a Brazilian association of
the investors in electric power) 35% of the electric
power supply of the country will rely on three large projects
alone.
According to Mr. Sergio Valdir Bajay, professor of the Mechanic
Engineering College and member and researchers of the Scientific Council
of the Interdisciplinary Group of Energy Planning (NIPE), both at the State University of Campinas (UNICAMP), this is a risky bet, given that these enterprises are already bumping on socio-environmental difficulties, besides the risk of colleting resources.
Having a significant experience in energy planning – he was one of the creators of the pos-graduation course on
the planning of energy systems and one of the founders of NIPE, besides being the director of the national department of energy policy of
the MME (Ministry of Mines and Energy) – Mr. Bajay talked to the PCH Notícias & SHP News about the energy planning policies of the government of President Lula. In addition, the professor highlights the importance of the creation of the EPE (a company for energy research),
pointing out the need for a participative planning, where the interested parts can participate in the process. Mr. Bajay also talks about the
importance of a technological plurality regarding the generation of electric power and the need for public-private partnerships regarding
the investments in the sector.
When President Luís Inácio Lula da Silva started his first
term four years ago, there was a proposal for the government to restart the energy planning activities. Over these
past years, did this bring benefits to the energy sector and
to the country?
The issue regarding resuming the energy planning by the government, particularly of the electric sector, appeared before President Lula's term. The fact that showed the importance of having a
planning (of the electric sector) was the blackout (the power crisis
in 2001 that caused the power rationing). At that time, the government of President Henrique Cardoso, after the blackout and the conclusion that there was not an appropriate planning, started to resume this planning. In fact, President Lula's government simply
continued the process.
On the other hand, it is obvious that a lot of people from PT
(President Lula's party), that participated in this proposal, still during the election campaign, used the fact that there had not been an
energy planning until little before the blackout as a differential factor. After all, President Lula's government would have a planning,
which President FHC did not have.
Actually, the planning was resumed. The creation of the EPE
(2004) was carried out more or less accordingly to the proposal
that had been though about at the time of the blackout, that is, the
“The Ministry is very susceptible to any scenario changes and the short-term political conveniences that collide with the short and longterm vision of the planning.”
Prof. Dr. Sergio Valdir Bajay
creation of an organ to give support to the MME, given that, with its
own personnel, the ministry would not be able to carry out this
structural, regular and long-term planning. The Ministry is very susceptible to any scenario changes and the short-term political conveniences that collide with the short and long-term vision of the
planning.
Is the role played by the EPE being efficacious in the energy sector?
I think the creation of the EPE was a success; in this sense there
was a significant advance. There are only a few challenges that
have not been accomplished yet. The first of these challenges refers to the fact that today a participative planning in necessary,
that is, the interested parts must participate in the process, and
that is not happening in relation to the EPE. The EPE has a large consulting council that has not been together once. I say that with the
knowledge of a person that is part of this council. I was indicated by
the SBPE (Brazilian society for energy planning). I think that the
planning that cannot get these takeholders involved gets limited in
relation to how far it will be able to reach. Anyhow, it is necessary to
have more time to assess the effective results of the EPE, given
that it has been operating for two years, give or take.
What are the perspectives for the next four years within
this model?
When we talk about energy, it is necessary to talk about the oil
sector, where things seem to be going well, with Petrobras's good financial health. As far as the biofuels are concerned, there is great
optimism in relation to ethanol. A bit less in relation to biodiesel,
but this is a program that is growing little by little and becoming
more realistic. Regarding the electric sector, there are some doubts
hovering over it. When it comes to distribution and transmission, it
05
PLANEJAMENTO ENERGÉTICO
para se avaliar os resultados efetivos da
são capazes de arcar com as necessidades
bastante, mas para a realidade brasileira
EPE, já que esta está operando há mais ou
de investimento do setor, como se pensava
ainda não se apresenta como uma fonte
menos dois anos.
nos primórdios do governo FHC. Por outro
competitiva.
Quais são as perspectivas para os
De qualquer forma, mesmo com todo o
lado, há uma confiança excessiva em inpróximos quatro anos dentro desse
potencial brasileiro, é preciso lembrar que
vestimentos públicos por parte do governo
modelo?
essas fontes renováveis alternativas são
Lula.
Quando falamos de energia, é preciso
A idéia de uma parceria público-privada
complementares e não são capazes de
falar do setor de
é algo bastante insubstituir totalmente formas mais convenpetróleo, onde
teressante, que
cionais. O quadro hoje requer investimenme parece que as
funciona bem em
tos no pluralismo tecnológico, isto é, inves“O primeiro desses desaficoisas vão bem,
muitos países.
tir nessas várias fontes. E eu não estou sencom boa saúde fiContudo, na realitindo que isso esteja sendo feito de forma
os [na criação da EPE] refenanceira da Pedade
do
setor
eléadequada nesse momento, já que está hare-se ao fato de hoje em dia
trobras. Na área
trico brasileiro,
vendo uma aposta muito grande nas hidrehaver a necessidade de um
de biocombustíainda não se criou
létricas na Amazônia.
planejamento participativo,
veis, há bastante
um ambiente faE se essas obras não entrarem em
otimismo em relavorável para esou seja, as partes interessaoperação?
ção ao etanol. Um
s
a
s
p
a
r
c
e
r
i
a
s
das têm que participar do proInfelizmente no Brasil nós temos essa
pouco menos em
acontecerem.
cesso, e isso não está acontradição do braço de ferro que ninguém venrelação ao biodieAparentemente,
ce, ou seja, insiste-se na viabilização de certecendo em relação à EPE.”
sel, mas este é
em outras áreas,
tas obras que acabam eventualmente não
um programa
isso já está aconse realizando e, ao mesmo tempo, não há
que, aos poucos,
tecendo, mas no
tempo para providenciar outras alternatiestá crescendo e
setor elétrico
vas. Nesse caso, o risco de que venha faltar
tornando-se mais
não. Discute-se
energia daqui a alguns anos é uma realidarealista. Já em relação ao setor elétrico, paimuito essa polarização - investimento púde que não pode ser descartada.
ram algumas dúvidas. Na parte de distribublico e privado - e, na verdade, o ideal seria
ição e transmissão, parece-me que está tudiscutir parcerias.
Você ressaltou essa necessidade
do sob controle, funcionando bem.
Em se tratando da expansão do parque
de
pluralidade
tecnológica, mas o sePor outro lado, o plano decenal repousa
gerador brasileiro, não há solução fácil no
tor
ainda
esbarra
no problema político,
muito na perspectiva de grandes obras himomento, já que a opção pelas hidrelétrina instabilidade política na Bolívia, no
drelétricas na Região Amazônica, com descas de grande porte esbarra na resistência
lobby a favor da energia nuclear, dentaque para as obras do Rio Madeira e de Bedos ambientalistas, principalmente, em retre outros. O que você acha disso? Em
lo Monte. Neste caso, o debate ambiental
lação a obras na Região Amazônica. Além
certos momentos, os embates polítiem torno dos impactos ambientais está londisso, as outras opções de geração de enercos se tornam mais importantes na dege de ser resolvido dentro do próprio gogia elétrica não podem dar uma contribuifinição do planejamento energético naverno. Então há dúvidas se esta é uma apos- ção muito grande sozinhas.
cional?
ta que vai gerar bons resultados.
Sobre o gás natural, coqueluche em muA minha experiência de passagem pelo
Uma outra questão, também levantada
itas partes do mundo, quando pensamos
Ministério de Minas e Energia [de abril de
por alguns críticos, é que o governo está
na atual realidade brasileira, não há nem
2001 a dezembro de 2002 como Diretor do
aparentemente muito confiante em dispor
gás suficiente no momento, e seu custo
de recursos do orçamento para investir nestambém não está competitivo. O mesmo va- Departamento Nacional de Política Energética] mostrou-me que, como pelo setor elésas obras de grande porte, o que inclui
le para o carvão mineral brasileiro que tamtrico passam quantias de recursos bastante
Angra 3. Neste caso, alguns analistas
bém não possui custo competitivo e vai de
elevadas, os lobbies são poderosos: tanto
acham que isso não é líquido e certo à mediencontro à realidade ambiental mundial.
das hidrelétricas, térmicas a carvão, nucleda que é necessário um equilíbrio das conEm relação às fontes renováveis alterares e outros.
tas e, por conta disso, esse recurso resernativas, as mais promissoras em um cenáAcho que a existência desses lobbies é
vado no orçamento para obras do setor elério de curto e ménatural, não há cotrico pode acabar sendo contingenciado.
dio prazo são as
mo imaginar que
PCH’s e a biomas“Para a realidade brasileieles não particiE em relação aos investimentos prisa. Neste último
pem do processo.
ra, as perspectivas que eu vevados? Muito se tem falado que a cencaso, aumentar o
Em razão disso, o
tralização das atividades do setor por
jo de investimentos no setor
potencial de biogoverno deve ter
parte do governo afugentou os investimassa requer tecsão um equilíbrio da iniciatiuma maturidade,
mentos privados. Qual a sua opinião so- nologia mais refiva
pública
e
privada,
pois
só
principalmente o
bre isso e as perspectivas para os prónada, o que levaMME, para lidar
os
investimentos
privados
ximos quatro anos?
ria a um aumento
com esses lobbies
De fato, isso é verdade. Essa centralizanão são capazes de arcar
dos custos atuale tentar buscar soção feita pelo governo acabou afugentando
mente praticados
com as necessidades de inluções equilibraparte da iniciativa privada. Entretanto, pano setor sucroalvestimento do setor, como
das. Eu ainda não
ra a realidade brasileira, as perspectivas
cooleiro. Em relaestou sentindo isse
pensava
nos
primórdios
que eu vejo de investimentos no setor são
ção à geração eóliso por parte do
um equilíbrio da iniciativa pública e privado governo FHC.”
ca, os custos esatual governo.
da, pois só os investimentos privados não
tão diminuindo
Percebo que, na
06
ENERGY PLANNING
When President Luís Inácio Lula da
Silva started his first term four years
happening in relation to the EPE. The EPE
rently, too confident to dispose budget reago, there was a proposal for the gohas a large consulting council that has not
sources to invest in these large enterprises,
vernment to restart the energy planbeen together once. I say that with the
which include Angra 3. In this case, some
ning activities. Over these past years,
knowledge of a
analysts think that this is not altogether cordid this bring
person that is
rect, for a balance of the cash flow is necesbenefits to the
part of this counsary and because of this, the resource reenergy sector
“There are only a few chalcil. I was indiserved in the budget for works in the elecand to the councated by the
tric sector end up being impossible to use
try?
lenges that have not been acThe issue reSBPE (Brazilian
for other purposes.
complished yet. The first of thegarding resuming
society for ense challenges refers to the fact
What about the private investthe energy planergy planning). I
ments? It has been said that the centhat today a participative planning by the govthink that the
tralization of the activities of the secernment, particuplanning that canning in necessary, that is, the
tor on the government's part scared
larly of the elecnot get these
interested parts must particithe private investors away. What is
tric sector, aptakeholders inpate in the process, and that is
your opinion about this issue and the
peared before
volved gets limiperspectives for the next four years?
not happening in relation to
President Lula’s
ted in relation to
Indeed, this is true. This centralization
term. The fact
how
far
it
will
be
the EPE.”
carried
out by the government ended up
that showed the
able to reach.
driving away part of the private initiative.
importance of haAnyhow, it is necHowever, as far as the Brazilian reality is
ving a planning
essary to have
concerned, the perspectives of invest(of the electric sector) was the blackout
more time to assess the effective results of
ments in the electric sector that I see are
(the power crisis in 2001 that caused the po- the EPE, given that it has been operating
formed by a balance between the public
wer rationing). At that time, the governfor two years, give or take.
and private initiatives, for the private inment of President Henrique Cardoso, after
vestments alone are not able to fulfill the
What are the perspectives for the
the blackout and the conclusion that there
needs for investments in the sector, as it
next four years within this model?
was not an appropriate planning, started to
When
we
talk
about
energy,
it
is
neceswas thought during President FHC term. On
resume this planning. In fact, President Lusary to talk about the oil sector, where
the other hand, President Lula's governla’s government simply continued the prothings seem to be going well, with Petroment has an excessive trust in public incess.
bras’s
good
financial
health.
As
far
as
the
bivestments.
On the other hand, it is obvious that a
The idea of a public-private partnership
ofuels are concerned, there is great optilot of people from PT (President Lula’s
mism in relation to ethanol. A bit less in rela- is considerably interesting and it works well
party), that participated in this proposal,
in several countries. However, the Brazilian
tion to biodiesel, but this is a program that
still during the election campaign, used the
electric sector has not actually created a fais growing little by little and becoming more
fact that there had not been an energy planvorable environment for these partnerrealistic. Regarding the electric sector, thening until little before the blackout as a difships to take place. Apparently, it is already
re
are
some
doubts
hovering
over
it.
ferential factor. After all, President Lula’s gohappening in other areas, but not in the
vernment would have a planning, which Pre- When it comes to distribution and transelectric sector.
mission, it seems
sident FHC did not have.
This polarization
to me that everyActually, the planning was resumed.
“However, as far as the Brazi– public and prithing is under conThe creation of the EPE (2004) was carried
vate investment
lian reality is concerned, the
trol, working well.
out more or less accordingly to the propoOn the other
– is widely dissal that had been though about at the time
perspectives of investments in
cussed, when the
of the blackout, that is, the creation of an or- hand, the ‘Plano
the electric sector that I see are
Decenal’ relies sigideal would be
gan to give support to the MME, given that,
formed by a balance between
nificantly on the
the discussion rewith its own personnel, the ministry would
garding partnerthe public and private initiatinot be able to carry out this structural, regu- p e r s p e c t i ve o f
large hydroelecships.
lar and long-term planning. The Ministry is
ves, for the private investments
The expantric plants in the
very susceptible to any scenario changes
alone are not able to fulfill the
sion of the BrazilAmazon Region,
and the short-term political conveniences
needs for investments in the sec- ian generating
where we can
that collide with the short and long-term vihighlight the
tor, as it was thought during Pre- system does not
sion of the planning.
have an easy soluplants of Belo
sident FHC term.”
tion at the moIs the role played by the EPE being
Monte and on the
ment, given that
efficacious in the energy sector?
River Madeira. In
I think the creation of the EPE was a sucthe option for
this case, the envicess; in this sense there was a significant
large hydroelectric plants is not seen with
ronmental debate about the environmental
advance. There are only a few challenges
good eyes by the environmentalists,
impacts is far from being finished within the
that have not been accomplished yet. The
mainly in relation to works in the Amazon
government itself. This way, there are
first of these challenges refers to the fact
Region. In addition, the other power generdoubts whether this is a bet that will genethat today a participative planning in neating options cannot give a great contriburate good results.
cessary, that is, the interested parts must
Another issue that was introduced by so- tion by themselves.
As far as natural gas is concerned, in
participate in the process, and that is not
me critics is that the government is, appa-
07
PLANEJAMENTO ENERGÉTICO
fashion in many parts of the world, when we think about the Brazilian reality, there is not enough gas at the moment and, its cost is
not competitive as well. We can say the same thing regarding the
Brazilian coal, which does not have a competitive price and goes
against the world’s environmental reality.
In relation o the renewable sources, the most promising ones
within a short and medium-term scenario are the SHPs (Small
Hydropower Plants) and biomass. In the case of biomass, it is necessary to have more refined technology to increase its potential,
which would increase the today’s cost in the sugar/alcohol sector.
In relation to power generation out of wind, the costs are going
E o anúncio do PAC - Plano de Aceleração do Crescimendown fast, but for the Brazilian reality it still is not a competitive
to? O que ele representa para o setor energético? Com o
source.
anúncio do plano, muito tem se discutido sobre o risco de
Anyway, even with all the Brazilian potential, it is necessary to
uma nova crise energética. Se o Brasil crescer 5% ao ano,
remember that these renewable sources are complementary and
como prevê o plano, não haveria condições de gerar energia
cannot, altogether, replace the most conventional ways to genersuficiente para suportar esse crescimento. Como você vê
ate power. Today’s scenario demands inessa questão?
vestments in technological pluralism, in
O PAC, na verdade, não trouxe granother words, invest in several sources of
des novidades em relação a investimentos
“Acho que a existência
energy. And I am not feeling that this is
no setor elétrico. Os investimentos do Plabeing carried out in an appropriate way
desses lobbies é natural,
no na área energética são investimentos
at this moment, given that there is a hunão há como imaginar que
da Petrobras, alguns em parceria, outros
ge bet on the hydroelectric plants in the
eles não participem do propróprios, mas que já estavam previstos de
Amazon Region.
What will it happen if they do not
qualquer maneira. E o setor de petróleo escesso. Em razão disso, o
start operating?
tá indo bem, a Petrobras está suprindo o
governo deve ter uma maUnfortunately in Brazil we have this
mercado de forma adequada. Claro que
turidade, principalmente o
tradition dispute where nobody ever
muitos gostariam de ver mais competição
MME, para lidar com esses
wins, that is, some individuals insist on
neste setor.
carrying out some works that eventually
Mas o PAC realmente trouxe muito poulobbies e tentar buscar sowill never work and, at the same time,
ca novidade para o setor elétrico. Até porluções equilibradas.”
there is no time to provide other alternaque essas grandes obras previstas ainda
tives. In this case, the risk of power shortêm a questão do licenciamento ambientage in some years is a reality that cantal, a decisão sobre Angra 3 ainda não foi
not be discarded.
tomada, e a usina continua dividindo o governo. O anúncio do PAC não trouxe neYou highlighted the need for
nhum refresco em relação a essas preocu“I think that the existence
technological plurality, but the secpações no setor elétrico.
of these lobbies is natural,
tor still bumps on political prothere is no way we can imablems, on the political instability in
Então, independente do anúncio
Bolivia, on the lobby in favor of nudo PAC e do crescimento econômico
gine they will not participate
clear power, among other things.
previsto, esse risco já existia?
in the process. That is the reA leitura desse risco tem que ser a seWhat do you think about this? At cerason why the government
guinte: se, evidentemente, as obras pretain moments, do the political conmust be mature, mainly the
vistas no plano decenal se materializarem,
frontations become more important
esse desabastecimento não irá ocorrer.
than the definition of the national
MME, to deal with these lobMas a grande discussão é se todas essas
energy planning?
bies and try to search for baMy experience in the Ministry of
obras todas, particularmente as grandes
lanced solutions.”
Mines and Energy (April 2001 - Decemhidrelétricas na Amazônia e Angra 3, de faber 2002 – director of the department
to vão ser concluídas, seja em virtude dos
for national energy policy) showed me
embates ambientais, seja pela questão
dos recursos públicos necessários.
época em que estive no Ministério, havia o predomínio desse lobby
das grandes hidrelétricas, o que persiste até hoje. Isso é muito
complicado, pois a ação desse lobby está fazendo com que os órgãos e pessoas responsáveis pelo planejamento, eventualmente,
não estejam vendo com a devida clareza os riscos de algumas dessas grandes obras não se materializarem e não se ter tempo hábil
para se providenciar outras alternativas. Essa, inclusive, é a principal crítica que eu tenho ouvido, e que corroboro, em relação ao último plano decenal, lançado em meados do ano passado.
O Plano Decenal 2006/2015 está disponível na íntegra em
Information about 'Plano Decenal' 2006/2015 is available at
www.mme.gov.br ou www.epe.gov.br
08
www.cerpch.unifei.edu.br/submeterartigo
Comitê Editorial - Editorial Commite
Presidente - President
Geraldo Lúcio Tiago Filho - CERPCH UNIFEI
Editores Associados - Associated Publishers
Adair Matins - UNCOMA - Argentina
Ângelo Rezek - IEE UNIFEI
Artur de Souza Moret - UNIR
Augusto Nelson Carvalho Viana - IRN UNIFEI
Bernhard Pelikan - Universidade de Bodenkultur Wien – Áustria
Carlos Barreira Martines - UFMG
Célio Bermann - IEE USP
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
Zulcy de Souza - LHPCH UNIFEI
Classificação Qualis/Capes
A
A
A
C
Local
ENGENHARIAS III
Local
GEOGRAFIA
Local MULTIDISCIPLINAR
Nacional ENGENHARIAS I
09
ARTIGOS TÉCNICOS
LA SINTONIZACIÓN DE LA CAPACITANCIA EN LA
SIMULACIÓN DEL GOLPE DE ARIETE CON BOND GRAPHS
1
Martins, Adair
2
Laurent, Roberto
3
Tiago Filho, Geraldo Lúcio
RESUMEN
La metodología de Bond Graphs, basada en las analogías entre los sistemas de distinta naturaleza física con los sistemas eléctricos, ha
mostrado ser una alternativa muy interesante para la simulación de transitorios hidráulicos. Su ventaja radica en la facilidad para simular sistemas donde ocurren intercambios de energía entre los distintos componentes, por ejemplo: embalse, tubería, turbina y regulador
de velocidad en una PCH. Una particularidad de la metodología es la necesidad de modelar la tubería con parámetros concentrados en forma de circuitos eléctricos equivalentes “p” o “T”. En este trabajo se muestra como la capacitancia de las tuberías puede ser sintonizada
para que la frecuencia fundamental de oscilación coincida con la frecuencia correspondiente a modelos de parámetros distribuidos. La eficiencia de esta sintonización se demuestra comparando los resultados obtenidos mediante Bond Graphs con mediciones de laboratorio y
simulaciones realizadas con el método de las características de un caso de referencia.
ABSTRACT
La metodología de Bond Graphs, basada en las analogías entre los sistemas de distinta naturaleza física con los sistemas eléctricos, ha
mostrado ser una alternativa muy interesante para la simulación de transitorios hidráulicos. Su ventaja radica en la facilidad para simular sistemas donde ocurren intercambios de energía entre los distintos componentes, por ejemplo: embalse, tubería, turbina y regulador
de velocidad en una PCH. Una particularidad de la metodología es la necesidad de modelar la tubería con parámetros concentrados en forma de circuitos eléctricos equivalentes “” o “T”. En este trabajo se muestra como la capacitancia de las tuberías puede ser sintonizada para que la frecuencia fundamental de oscilación coincida con la frecuencia correspondiente a modelos de parámetros distribuidos. La eficiencia de esta sintonización se demuestra comparando los resultados obtenidos mediante Bond Graphs con mediciones de laboratorio y
simulaciones realizadas con el método de las características de un caso de referencia.
INTRODUCCIÓN
Los fenómenos transitorios en sistemas
hidráulicos pueden causar serios problemas en los equipos y tuberías. El golpe de
ariete es fundamentalmente el fenómeno
transitorio de elevación de la presión provocado por el cierre rápido del mecanismo
de control (válvula, inyector, distribuidor,
etc.) de caudal en una tubería forzada. Un
caso de interés es el cierre del distribuidor
que el regulador de velocidad ejecuta cuando ocurre un rechazo de carga en una central hidroeléctrica para limitar la sobrevelocidad del generador y la turbina. El conocimiento de este fenómeno transitorio es fundamental para dimensionar adecuadamente los sistemas hidráulicos en PCHs [Souza
et al. 1999].
El método más utilizado para la simulación de transitorios hidráulicos es el denominado método de las características, introducido en la década de 1960 por Streeter [Wylie et al. 1990]. Las ecuaciones diferenciales parciales fundamentales que modelan una tubería son resueltas numéricamente. Se trata de modelos con parámetros distribuidos por estar basados en ecuaciones en derivadas parciales.
Lamentablemente, los programas computacionales
basados en este método resultan pocos fle-
xibles y tienen la desventaja de estar limitados a casos particulares y de presentar dificultades para modelar la interacción entre
los diferentes dominios de energía: hidráulico, mecánico, eléctrico, etc., en una central hidroeléctrica, por ejemplo.
Un método que no tiene estas limitaciones y que ha comenzado a ser utilizado en
los últimos años para este fin es la técnica
de Bond Graphs (BG). Su única restricción
es que sólo admite en forma directa modelos con parámetros concentrados, o sea basados en ecuaciones diferenciales ordinarias, lo que implica una cierta aproximación
en el modelado de tuberías. Es llamativo
que la técnica fuera creada por el profesor
Henry Paynter del Departamento de Ingeniería Mecánica del Instituto de Tecnología de Massachussets en 1959 para modelar justamente la interacción entre los subsistemas hidráulico, mecánico y eléctrico
en el proceso de generación hidroeléctrica,
pero que desde entonces no ha sido muy utilizada para este fin, aunque su uso es creciente y muy popular en otras aplicaciones
[Karnopp et al. 2000, Montbrum et al.
1991, Thoma 1975]. El objetivo de Paynter
fue superar las limitaciones de los modelos
clásicos basados en funciones de transferencia y diagramas de bloques que sólo ma-
nejan una entrada y una salida. Esta metodología se basa en que los componentes de
un sistema intercambian potencia o energía a través de conexiones, bonds, resultando que el flujo de potencia es siempre el
producto de dos variables denominadas esfuerzo y flujo. Por ejemplo: presión y caudal en un componente hidráulico, torque y
velocidad en un motor o turbina, tensión y
corriente en una máquina eléctrica, etc.
En aplicaciones a sistemas hidráulicos
se distinguen en los últimos años los trabajos de Tiago Filho [Tiago Filho 1994], que lo
utilizó para modelar y simular una válvula
de alivio anti golpe de ariete, y de Martins
[Martins 2003, 2004, 2005] que analizó su
aplicabilidad a la simulación de transitorios
hidromecánicos en centrales hidroeléctricas. Los programas utilizados en los primeros trabajos requerían algunas aproximaciones en el modelado que hacían que los resultados no tuviesen toda la exactitud deseable. Pero su evolución en los últimos
diez años ha sido formidable y estas restricciones han sido superadas completamente, ganando en flexibilidad y facilidad
de uso. Los programas probablemente
más recomendables para uso académico
son 20-SIM, SYMBOLS 2000 y
POWERDYNAMO. En este trabajo se utilizó
1 Universidad Nacional del Comahue - 1Depto. Ciencias de la Computación - Facultad de Economía y Administración
Buenos Aires 1400, 54-299-4490312, [email protected] - Neuquén - ARGENTINA
2 Universidad Nacional del Comahue - Depto. de Electrotecnia - Facultad de Ingeniería
Buenos Aires 1400, 54-299-4330720, [email protected] - Neuquén - ARGENTINA
3 Universidade Federal de Itajubá - Instituto de Recursos Naturais
Av. BPS 1303, 55-35-36291000, [email protected] - Itajubá - BRASIL
10
TECNICAL ARTICLES
el programa 20-SIM, desarrollado por el
Control Laboratory of the University of
Twente, del cual puede obtenerse una versión en la página web: www.rt.el.utwente.nl.
A continuación se realiza una breve introducción al método de Bond Graphs, se
presentan los conceptos y ecuaciones que
definen la resistencia, inertancia y capacitancia en tuberías, y se desarrolla un modelo básico para simulación del golpe de ariete. Luego se discute el efecto de aproximar
el modelo de la tubería con circuitos equivalentes “p” tratando a los sistemas hidráulicos en forma análoga a los sistemas eléctricos. Particularmente se desarrolla un esquema de sintonización de la capacitancia
para que el modelo de una tubería con BG y
parámetros concentrados en un único “p”
oscile con la misma frecuencia fundamental de un modelo con parámetros distribuidos simulado con el método de las características. Finalmente se muestra la efectividad del esquema mediante su aplicación a
un caso clásico de referencia basado en resultados experimentales de laboratorio publicados por Watt [Watt et al. 1980].
SIMULACIÓN DE GOLPE DE ARIETE
CON BOND GRAPHS
El método de BG se basa en el flujo de
potencia entre los componentes del sistema, consiste en señales, líneas y símbolos
propios que permiten representar gráficamente el modelo físico. Proporciona una visualización de las interacciones entre sus
distintos componentes del sistema y suministra en forma implícita y sistemática el
modelo matemático de variables de estado, facilitando el uso de recursos computacionales para la simulación, que se realiza
directamente de esta representación gráfica. Se puede combinar con diagramas de
bloques y otras técnicas para modelar los
componentes donde interesa solamente el
flujo de señales, por ejemplo: el regulador
de velocidad y de tensión en una PCH.
Ÿ El método permite la construcción de
modelos complejos a partir de sólo nueve
elementos básicos clasificados en fuentes
de potencia, disipadores de potencia, acumuladores de energía y vínculos:
Ÿ Fuentes de potencia: fuentes de esfuerzo Se (tensión, presión, torque, fuerza
etc.) y fuentes de flujo Sf (corriente, caudal, velocidad angular, velocidad lineal
etc.). Nótese que el producto del esfuerzo y
el flujo respectivo en cualquier sistema físico resulta en potencia.
Ÿ Disipadores de potencia: resistencias
R (resistencia eléctrica, resistencia de fluido, fricción viscosa etc.).
Ÿ Acumuladores de energía: capacitancia C (capacitancia eléctrica, capacitancia
de fluido, momento de inercia, masa etc.) e
inertancia I (inductancia eléctrica, inertancia de fluido, rigidez recíproca de rotación
o translación, etc.).
Ÿ Acopladores:
transformadores TF
(transformador, pistón hidráulico, caja de
engranajes, poleas, etc.) y giradores GY
(generador y motor eléctrico, etc.). Puede
demostrarse que las turbinas hidráulicas
pueden modelarse como transformadores
[Martins et al. 2004].
Ÿ Vínculos: vínculo “1” (generalización
de la Ley de Kirchhoff de tensiones) y vínculo “0” (generalización de la ley de Kirchhoff de corrientes). En un sistema hidráulico un vínculo “1” representa el requerimiento de que la suma de las caídas de
presión a lo largo de un circuito que envuelve un flujo simple debe sumar algebraicamente cero, y un vínculo “0” que el caudal
debe conservarse en un punto donde se juntan varios conductos.
Los parámetros que representan a los
elementos pueden no ser constantes o ser
no lineales, en cuyo caso se denominan modulados porque sus parámetros se “modulan” por funciones externas, por ejemplo resistencia modulada MR, fuente de esfuerzo
modulada MSe, transformador modulado
MTF, etc. Los componentes de un sistema
con elementos distribuidos sólo pueden ser
representados con elementos básicos concentrados. El modelo de una tubería, por
ejemplo, se puede modelar con resistencias, inertancias y capacitancias concentradas formando un número adecuado de circuitos en serie "p” o "T". Para un tramo de
tubería de longitud L se pueden definir los
valores totales de inertancia, capacitancia
y resistencia. Para la inertancia fluida I se
r L
tiene:
I =
(1)
A
donde r es la densidad del agua y A la
sección de la tubería. La inertancia fluida representa la inercia de la masa de agua contenida en el interior de un tramo de tubería.
Es una medida de la capacidad del fluido de
acumular energía cinética.
La capacitancia fluida C resulta:
C =
AL
r a2
(2)
donde a es la celeridad. La capacitancia
fluida representa la compresibilidad del fluido y la elasticidad de las paredes de la tubería. Es una medida de la capacidad del sistema de acumular energía potencial.
Finalmente, la resistencia fluida total R
es:
r f L Q
(3)
R =
2 DA
2
donde f es el factor de fricción, Q el caudal y D el diámetro de la tubería. La parte
constante de esta ecuación puede ser denominada resistencia por unidad de caudal
,
R/Q correspondiéndole la siguiente ecuación:
R /Q'=
r f L
2 DA 2
(4)
La resistencia fluida representa la disipación de potencia en sistemas hidráulicos.
En su forma más simple está asociada a la
pérdida por fricción viscosa a lo largo de la
tubería.
En el caso de una válvula se puede definir una resistencia proporcional al valor absoluto del caudal y una resistencia por unidad de caudal para la válvula abierta en forma similar a la definida para la tubería. Durante una maniobra de la válvula su grado
de apertura es una función de tiempo y como consecuencia la resistencia por unidad
de caudal es también una función del tiempo. Durante el cierre la resistencia varía desde un valor finito a infinito. La simulación
de este proceso se realiza por medio de la
ley de cierre de la válvula t(t) [Karnopp et
al. 2000, Martins et al. 2005].
En una primera aproximación la simulación de golpe de ariete se puede realizar
con un sistema que se limita a una fuente
de presión ideal, una tubería forzada y una
válvula. Por ejemplo, un rechazo total de
carga en una pequeña central hidroeléctrica puede estimarse simulando el cierre automático de una válvula inmediatamente
antes de la entrada de la turbina. En esta
aproximación se desprecia cualquier influencia de la turbina y del regulador de velocidad.
En la figura 1 se puede observar el esquema de un sistema físico como el mencionado para registrar resultados experimentales implementado por Watt [Watt et
al. 1980]. Los registros obtenidos han sido
utilizados en varias oportunidades para validar diferentes modelos matemáticos [Tiago Filho 1994, Martins 2004].
En la figura 2 se muestra la representación con 20-SIM de un sistema como el esquematizado en la figura 1 mediante un diagrama híbrido, Bond Graphs más diagrama
de bloques. A la izquierda del esquema se
observa la fuente de presión Se y a continuación la tubería discretizada con un único
circuito equivalente “p”.Este circuito consiste en la inertancia total I, ecuación (1),
en serie (vínculo “1”) con la resistencia modulada total MR y la mitad de la capacitancia total C, ecuación (2), en paralelo (vínculo “0”) en el extremo derecho La resistencia está modulada con el valor absoluto
del caudal (|x|) para modelar su no linealidad, ecuación (3). La mitad de la capacitancia que correspondería al extremo izquierdo fue obviada por estar en “paralelo”
con la fuente de presión ideal. A continuación está representada la válvula con una
resistencia MR modulada también por el
11
ARTIGOS TÉCNICOS
Figura 1. Esquema original del artículo de Watt.
Figura 4. Transitorio de presión experimental y simulado con
Bond Graphs
Figura 2. Bond Graphs típico para simular golpe de ariete con
20-SIM y la tubería con un tramo “p”.
Figura 3. Modelo de Bond Graphs con 20-SIM de la tubería discretizada
con cuatro tramos “”.
Figura 5. Transitorio de presión con BG y la tubería aproximada
con cuatro tramos “p” versus método de las características.
caudal, pero además por la ley de cierre de la válvula t(t) generada
por los tres bloques de la derecha.
La figura 3 muestra la tubería discretizada con cuatro tramos “”,
obviamente cuanto mayor el número de tramos más se acerca el
modelo con parámetros concentrados al modelo con parámetros
distribuidos.
En la figura 4 se comparan los resultados de la simulación con
Bond Graphs y la tubería modelada mediante cuatro circuitos “p”
con los registros experimentales, observándose una diferencia mínima desde el punto de vista práctico. La simulación muestra una
gran correlación durante el segundo que dura el cierre de la válvula
y alguna diferencia cuando la tubería oscila libremente después de
culminada la maniobra. La similitud de la primera parte se debe a
que el cierre de la válvula es lento con relación al tiempo de viaje de
las ondas de presión en la tubería, por lo que el proceso está dominado por la inertancia, teniendo poca importancia como es modelada la capacitancia (concentrada o distribuida). Una vez que cierra
la válvula la tubería oscila a su frecuencia natural y sus armónicos
impares [Wylie et al. 1990], proceso en el cual es importante la capacitancia y como está distribuida.
Las figuras 5 y 6 muestran las simulaciones con Bond Graphs y
el método de las características haciendo un “zoom” alrededor de 1
segundo, cuando se producen los picos de sobrepresión positiva y
negativa y los mayores errores por la discretización del modelo de
la tubería con BG. Se comparan los resultados con la tubería modelada con cuatro tramos, figura 5, y con un tramo, figura 6, con una
simulación realizada con el método de las características.
Se observa que los resultados son prácticamente coincidentes
12
TECNICAL ARTICLES
alrededor de la sobrepresión máxima, con alguna diferencia en
el resto, más notable en la forma de las ondas que en los valores.
Con un solo tramo la tubería oscila muy “senoidalmente” y con
una frecuencia bastante menor, pero ya con cuatro tramos la solución se acerca al aspecto “triangular“ y a la frecuencia fundamental de la solución con el método de las características, aunque la onda se deforma rápidamente porque la frecuencia de los armónicos
no es exacta. Lógicamente, la solución con modelos de tuberías
con parámetros concentrados obtenida con Bond Graphs tiende a
la solución con parámetros distribuidos obtenida con el método de
las características al aumentar el número de tramos, debido simplemente al hecho de que ambos modelos matemáticos tienden a
coincidir.
SINTONIZACIÓN DE LA CAPACITANCIA
Una vez que la válvula cierra la presión en el extremo de la tubería oscila con una frecuencia natural fundamental y sus armónicos
impares. Generalmente en maniobras lentas los armónicos no son
muy importantes y desde el punto de vista práctico puede ser suficiente una respuesta que solamente contenga la frecuencia fundamental. Para conseguir este objetivo es necesario sintonizar la capacitancia para que la frecuencia de oscilación coincida con la frecuencia fundamental correspondiente al modelo con parámetros
distribuidos (método de las características). Cabe comentar que no
es adecuado realizar la sintonización modificando la inertancia porque así se modificaría el pico de sobrepresión. A continuación se
muestra como esta sintonización puede ser realizada.
Un circuito modelado con un único “p” oscila con una frecuencia fundamental dada por:
1
ω=
(5)
IC / 2
La frecuencia fundamental de oscilación considerando la tubería con parámetros distribuidos es:
π a
ω=
(6)
2L
Igualando las ecuaciones (5) y (6) se obtiene un valor de capacitancia concentrada para la cual la frecuencia de oscilación del circuito con parámetros concentrados coincide con la del circuito con
parámetros distribuidos, o sea:
8AL
C corr = 2
@ 0 .811 C
(7)
p r a2
La simulación en la figura 7 ilustra como la ecuación (7) corrige
totalmente la frecuencia de oscilación obteniéndose un resultado
prácticamente coincidente con el obtenido con cuatro tramos “p”,
figura 5. Observase además el transitorio de sobrepresión durante
el cierre de la válvula no se modificó.
CONCLUSIONES
Los programas computacionales basados en la metodología de
Bond Graphs han evolucionado notablemente constituyendo en
una herramienta universal muy poderosa para simular transitorios
de sistemas de distinta naturaleza física incluidos los sistemas hidráulicos.
La necesidad de discretizar las tuberías no implica una restricción de importancia. La sintonización de la capacitancia para
que la frecuencia fundamental de oscilación coincida con la frecuencia correspondiente a modelos con parámetros distribuidos es
una solución simple y atractiva cuando la maniobra de la válvula es
lenta.
La simulación del golpe de ariete y de la oscilación libre en
una tubería de un caso de referencia mostró resultados con una
gran correlación con mediciones de laboratorio y simulaciones con
el método de las características.
La disponibilidad de versiones demo e inclusive programas gratuitos en la web hacen a esta metodología muy atractiva para uso
académico y de pequeñas empresas. Está claro que posee un gran
Figura 6. Transitorio de presión con BG y la tubería aproximada
con un tramo “p” versus método de las características.
Figura 7. Transitorio de presión con BG y la tubería aproximada
con un tramo “p” y la capacitancia corregida versus método de
las características.
potencial para la simulación de los diversos transitorios que pueden ocurrir en centrales hidroeléctricas.
REFERENCIAS
KARNOPP D. C., MARGOLIS, D. L., ROSENBERG R.C. (2000).
System Dynamics Modeling
and Simulation of Mechatronic
Systems, New York, USA, John Wiley & Sons, Inc.
MARTINS A., TIAGO FILHO G. L., LAURENT R. (2005). La Utilización de la Técnica de Bond Graphs en la Simulación de Transitorios Hidráulicos. Capítulo del libro: Modelización Aplicada a la Ingeniería, Ed. Walter Legnani et al., UTN, Buenos Aires.
MARTINS A. (2004). O Uso da Técnica dos Grafos de Ligação para a Simulação de Centrais Hidrelétricas em Regime Transitório.
Dissertação de Mestrado. UNIFEI, Brasil.
MARTINS A., TIAGO FILHO G. L., LAURENT R. (2004). Bond
Graphs versus Mediciones de Laboratorio y el Método de las
Características en la Simulación del Golpe de Ariete. Revista
PCH Noticias & SHP News, pp. 20-21, ano 5, n° 19, Brasil.
13
ARTIGOS TÉCNICOS
A TRANSPOSIÇÃO MANUAL DE PEIXES EM BARRAMENTOS
DE USINAS HIDRELÉTRICAS
1
Pompeu, Paulo, S
2
Martinez, Carlos, B
RESUMO
Este trabalho apresenta a avaliação do uso da transposição manual de peixes como ação emergencial para garantir a migração, e como ferramenta de
planejamento para aquelas barragens em que ainda não foram implantados estes mecanismos. O processo de transposição manual, aqui avaliado, foi
implantado junto à barragem da Usina de Santa Clara durante o período de piracema de 2002/2003. Esse teve como objetivos atender a legislação vigente e
fornecer informações para a melhor operação do elevador para peixes que foi implantado no ano seguinte. Durante quatro meses, peixes foram capturados
por pescadores profissionais a jusante da barragem e transportados para montante. Além da possibilidade de se transpor um número considerável de
peixes, a transposição manual, através da marcação de peixes, possibilitou a avaliação da possibilidade de retorno dos peixes para jusante, que se deu
principalmente através dos vertedores.
ABSTRACT
Este trabalho apresenta a avaliação do uso da transposição manual de peixes como ação emergencial para garantir a migração, e
como ferramenta de planejamento para aquelas barragens em que ainda não foram implantados estes mecanismos. O processo de
transposição manual, aqui avaliado, foi implantado junto à barragem da Usina de Santa Clara durante o período de piracema de
2002/2003. Esse teve como objetivos atender a legislação vigente e fornecer informações para a melhor operação do elevador para
peixes que foi implantado no ano seguinte. Durante quatro meses, peixes foram capturados por pescadores profissionais a jusante da
barragem e transportados para montante. Além da possibilidade de se transpor um número considerável de peixes, a transposição manual, através da marcação de peixes, possibilitou a avaliação da possibilidade de retorno dos peixes para jusante, que se deu
principalmente através dos vertedores.
INTRODUÇÃO
O barramento de rios causa profundas
modificações no ambiente aquático e nas
comunidades aí presentes [Sale 1985].
Entre as comunidades aquáticas, destacam-se os impactos sobre os peixes, principalmente por serem elementos mais facilmente visualizáveis no ambiente, por apresentarem valor econômico (pesca) e por serem sensíveis à mudanças ocorridas em outros componentes do sistema aquático. Para os peixes migradores as barragens constituem, em sua maior parte, obstáculos intransponíveis, alterando, ou mesmo impedindo sua reprodução.
Embora apenas uma pequena fração
das espécies de peixes sul-americanas realize grandes migrações [Petrere Jr. 1985],
devido ao seu maior tamanho [Lamas
1993] e sua maior abundância [Northcote
1978], estes são os mais importantes para
as pescas profissional [Goulding 1979; Bittencourt & Cox-Fernandes 1990; Godinho
1993] e amadora.
Muitas alternativas para minimizar os
efeitos adversos dos barramentos sobre a
migração dos peixes têm sido propostas e
implementadas.
Entretanto, este é um processo complexo que exige estratégias integradas entre diversas áreas e profissionais, em especial, biólogos e engenheiros.
Entre as estratégias empregadas para
atenuar os efeitos do bloqueio exercido por
barramentos na migração dos peixes está a
construção de mecanismos de transposi-
ção. Estas estruturas hidráulicas têm como
objetivo principal permitir a subida e/ou
descida dos peixes.
A legislação recente de alguns estados
brasileiros tem tornado obrigatória sua
construção em barragens, incluídas aquelas já implantadas. No entanto, esta é uma
tendência mundial que tende a ser incorporada pela legislação dos diversos países onde são encontradas espécies de peixes migradoras.
Este trabalho avaliou a transposição
manual de peixes como alternativa emergencial para garantir a migração, e como
ferramenta de planejamento para aquelas
barragens em que ainda não foram implantados estes mecanismos.
LOCAL DE ESTUDOS
O rio Mucuri faz parte do conjunto de bacias independentes que drenam a região
leste do Brasil. Sua área total de drenagem
é de 15.100 km2. Seu regime hidrológico
caracteriza-se por duas estações bem definidas, seca e chuvosa, com maiores vazões
de novembro a abril.
A Usina Hidrelétrica de Santa Clara está
localizada no rio Mucuri a cerca de 80 km de
sua foz, no oceano Atlântico (Figura 1). As
obras para a construção da barragem iniciaram-se em 1999, sendo que a primeira turbina entrou em operação em fevereiro de
2002. Sua barragem de concreto possui
60 metros de altura máxima sobre as fundações e 240 metros de comprimento.
Pelo menos seis espécies de peixes de
água doce do rio Mucuri podem ser consideradas potencialmente migradoras, todas
elas dos gêneros Prochilodus, Leporinus e
Brycon.
METODOLOGIA
Processo de transposição manual foi implantado junto à barragem da Usina de Santa Clara durante o período de piracema de
2002/2003.
Além de atender a legislação vigente,
este procedimento teve como objetivo levantar informações para a melhor operação de um elevador para peixes, implantado no ano seguinte.
Durante quatro meses, peixes foram
capturados por pescadores profissionais a
jusante da barragem e transportados para
montante. Cada peixe capturado foi identificado, medido e marcado antes de sua liberação no reservatório.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Durante o período de estudos foram
capturados mais de 43 mil exemplares de
33 espécies de peixes, representando a
maior parte da fauna do rio Mucuri encontrada a jusante da barragem da Usina de
Santa Clara.
Dentre as cinco espécies de peixe com o
maior número de indivíduos transpostos,
estiveram incluídas aquelas reconhecidamente migradoras (Tabela 1), evidenciando o bom direcionamento dos esforços de
captura.
Também foi capturado um grande nú-
1 – Departamento de Biologia - Universidade Federal de Lavras
37.200-000. Lavras, MG, Brasil
2 - Centro de Pesquisas Hidráulicas - Universidade Federal de Minas Gerais
Av. Antônio Carlos 6627. CEP 31270.901 E-mail: [email protected] - Belo Horizonte, MG – Brasil
14
TECNICAL ARTICLES
mero de espécies de origem marinha. A
presença destas espécies no rio Mucuri está ligada ao seu uso como lar de alimentação, já que sua desova não ocorre em água
doce, mas sim, nas áreas estuarinas [Vasquez, 1983; Tucker & Campbell, 1998; Bizerril & Costa, 2002].
Tabela 1. Número de indivíduos capturados por espécie
Espécie
Pogonopoma wertheimeri
Prochilodus vimboides1
Leporinus conirostris1
Leporinus steindachnerii 1
Brycon ferox1
Prochilodus costatus1
Diapterus rhombeus2
Mugil curema 2
Centropomus paralellus 2
Cyphocharax gilbert
Oreochromis niloticus
Leporinus copelandii 1
Centropomus undecimallis 2
Hypostomus affinis
Pach yurus adspersus
Hoplias malabaricus
Geophagus brasiliensis
Hypostomus luetkeni
Megalops atlanticus 2
Leporinus mormyrops
Rhamdia quelen
Clarias gariepinnus
Charanx latus 2
Genidens genidens 2
Cichla monoclus
Paraucheni pterus striatulus
Outras espécies
N
18871
17017
2948
1382
1016
656
230
174
148
130
129
108
67
65
52
46
42
33
29
26
12
10
9
9
7
6
13
1=espécies migradoras; 2=espécies marinhas.
Do total de indivíduos capturados, apenas 321 morreram durante a captura e manuseio, correspondendo a uma taxa de mortalidade de apenas 0,74 %. No entanto, algumas espécies se mostraram particularmente sensíveis, como aquelas de origem
marinha e do gênero Brycon.
Assim, o uso da captura manual deve
ser ponderado, quando da sua utilização
em ambientes em que estes organismos
são encontrados em grande abundância.
Dos indivíduos capturados, 15.474, distribuídos entre 29 espécies, foram selecionados e marcados antes de sua liberação
no reservatório. A maior parte dos exemplares marcados pertenciam às espécies migradoras da bacia, como curimatás (Prochilodus spp.), piaus (Leporinus spp.) e piabanha (Brycon ferox), além do cascudo preto (P. wertheimeri).
Ao longo do período de estudos 29
exemplares que haviam sido capturados,
marcados e liberados a montante no reservatório foram recapturados a jusante, indicando sua passagem pelas estruturas da
barragem.
A maioria destas recapturas ocorreu de
30 a 75 dias após a liberação dos indivíduos
marcados no reservatório, sendo a maior
parte delas, durante ou imediatamente
após um período com vertimentos pela barragem (Figura 2). Apenas um único exemplar, de cascudo-preto (P. wertheimeri), foi
capturado e posteriormente recapturado
em um período durante o qual não foi realizado nenhum vertimento.
Em um dos indivíduos recapturados a jusante, foi observado processo de regeneração de escamas ao longo de uma de suas laterais. Além disto, não foram observados
quaisquer danos externos aparentes.
Para as bacias sul-americanas, os movimentos migratórios podem ser descritos segundo os modelos apresentados por Petrere [1985] e Godinho & Pompeu [2003]. Sazonalmente, os adultos migram dos sítios
de alimentação para locais de reprodução,
em processo conhecido popularmente como piracema. Geralmente, este processo
acontece rio acima. No entanto, embora a
piracema constitua o movimento migratório mais evidente, os deslocamentos dos peixes migradores ainda incluem o carreamento de ovos e larvas, rio abaixo, em direção às várzeas e lagoas marginais, o movimento de retorno dos adultos para os sítios
de alimentação e movimentos de indivíduos jovens em direção ao rio ou a pequenos
córregos (Figura 3). No entanto, não existem estudos disponíveis sobre a possibilidade de passagem de peixes para jusante
através das estruturas de barragens implantadas na América do Sul.
Nos cursos d'água sob condições naturais, sem interferências de barreiras artificiais, peixes são submetidos a valores de
pressão próximos à pressão atmosférica,
atingindo um máximo de 2 a 5 atmosferas
quando no fundo. No entanto, empreendimentos hidroelétricos criam condições ambientais bastante diversas. Dependendo
do arranjo da usina, o grande fluxo de água
na tomada d'água pode atrair os peixes até
as turbinas, onde eles podem sofrer uma série de danos. Assim, o principal obstáculo
à migração para jusante através de usinas
hidrelétricas está relacionado às taxas de
mortalidade que podem ocorrer quando da
passagem pelas turbinas, embora a passagem pelos vertedores também possa constituir um problema.
O uso de estruturas para minimizar este
problema é relativamente novo, sendo que
os principais relatos datam de pouco mais
de 50 anos [Therrien & Bourgeois 2000].
No entanto, somente nas últimas décadas
seu uso começou a se popularizar na América do Norte. Na América do Sul, nenhuma estrutura com esta finalidade foi instalada até o momento.
Variação súbita na pressão, choque e
atrito contra as pás, desorientação devido
à elevada turbulência no canal de fuga e
conseqüente maior suscetibilidade a predadores são as principais causas de morte
ou ferimentos de peixes migradores enquanto passam através das turbinas [Cada, 2001].
Estudos das taxas de mortalidade quando da passagem de peixes por turbinas, realizados principalmente com salmonídeos,
indicam que estas taxas variam de 0% a
100 % em turbinas Francis [Therrien &
Bourgeois 2000], sendo raramente menor
que 10 % [Eicher et al. 1987]. As taxas de
mortalidade variam de 0 a 90 % em turbinas do tipo “hélice”, estando geralmente entre 5 % e 20 %, com o valor médio de 15 %
[Therrien & Bourgeois 2000]. Neste estudo, foram consideradas do tipo “hélice” as
turbinas Kaplan, Bulbo e as Kaplan horizontais conhecidas como turbinas tubulares.
Todos os peixes migradores do rio Mucuri pertencem à ordem dos Characiformes.
São nadadores rápidos e de coluna, tendo
sido comparados aos salmonídeos quando
do estudo de mecanismos de transposição
de peixes no Brasil.
No caso da barragem da Usina Hidrelétrica de Santa Clara, além da grande chance de sofrer sérios danos através do choque
com os componentes da turbina, peixes
são submetidos a variações bruscas de
pressão da ordem de até cinco atmosferas,
valor muito superior àqueles experimentados em condições naturais. De fato, o estudo desenvolvido indica que nesta usina a taxa de mortalidade dos peixes que passam
pelas turbinas deve ser elevada. Apenas
3.5 % dos peixes recapturados a jusante parecem ter utilizado com sucesso esta passagem, ao invés dos vertedores.
Mortalidade durante a passagem pelos
vertedores também pode ocorrer devido ao
choque, quando a altura da barragem é expressiva, ou através da supersaturação de
gases. Este choque pode ocorrer contra as
estruturas da barragem,ou contra o leito e
margens do rio.
Desenho adequado do vertedor pode reduzir expressivamente este tipo de injúria
assim como as condições hidráulicas da bacia de dissipação e canal de fuga influenciarão a sobrevivência dos peixes a jusante
[Therrien & Bourgeois 2000]. A queda máxima para permitir a total sobrevivência do
salmão-do-pacífico foi estimada em 21 a
40 m para jovens (15-18 cm de comprimento) e de aproximadamente 13 m para
os adultos (maiores que 60 cm) [Ruggles &
Murray 1983]. Acima desta altura, a mortalidade varia com a espécie, altura da barragem e localização do vertedouro. Mesmo
assim , estudos indicam que espécies anádromas possuem 98% de chance de sobrevivência quando submetida a uma queda li-
15
ARTIGOS TÉCNICOS
vre de 90 m [Ruggles & Murray 1983]. Supersaturação por nitrogênio está relacionada à altura da queda e características do escoamento vertido [Clay 1995].
Considerando que os peixes ultrapassam a barragem de Santa
Clara para jusante através dos vertedores, eles são submetidos a
velocidade da ordem de 15 m/s junto às comportas. O tipo de vertedor utilizado, com salto de esqui, tem como vantagem a redução
da abrasão contra a superfície do vertedouro, devido à lamina
d'água liberada, e redução da probabilidade de choque devido à bacia de dissipação (colchão d'água) com volume de água aparentemente satisfatório.
Apesar de constituir uma rota disponível para a migração dos
peixes em direção às áreas de jusante, um número relativamente
pequeno de exemplares foi capaz de utilizar vertedores da Usina de
Santa Clara para este fim. Esta rota também apresentou uma importante seletividade para algumas espécies e classes de tamanho. No entanto, é importante salientar que as atividades de recaptura duraram apenas quatro meses. Após este período, pelo
menos outros dez peixes foram recapturados a jusante por pescadores locais e através do programa de monitoramento do elevador
para peixes implantado no ano seguinte.
CONCLUSÕES
Além da possibilidade de se transpor um número considerável
de peixes, comparável ao número de exemplares transpostos por
algumas das escadas para peixes construídas no Brasil, a transposição manual, através da marcação de peixes, possibilitou a avaliação da possibilidade de retorno dos peixes para jusante, que se deu
principalmente através dos vertedores. Os dados obtidos também
forneceram informações fundamentais para a operação de um elevador para peixes, implantado no ano seguinte a este estudo.
Assim, a transposição manual surge como alternativa emergencial de atendimento à legislação, seja durante o projeto ou construção de mecanismos definitivos em barragens de pequenas centrais hidrelétricas já existentes, ou mesmo durante períodos de desvio do rio em barragens em construção, atenuando os efeitos destes empreendimentos sobre a comunidade de peixes. Adicionalmente, quando efetuada com rigor técnico e científico, este procedimento pode propoorcionar levantamento de informações inéditas sobre o comportamento dos peixes sul-americanos frente à Pequenas Centrais Hidrelétricas.
Figura 1. Barragem da Usina de Santa Clara
Figura 2. Vazão vertida, vazão total do rio Mucuri e número de indivíduos recapturados a jusante ao longo do período de estudos.
AGRADECIMENTOS
À Centrais Elétricas Santa Clara, Limiar Engenharia e Universidade Federal de Minas Gerais pelo apoio logístico e financeiro.
REFERÊNCIAS
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16
Figura 3. Modelo geral dos movimentos dos peixes migradores da
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NORTHCOTE, T. G. (1978). Migratory strategies in production
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TECNICAL ARTICLES
METODOLOGIA DE ANÁLISE TÉCNICA PARA REDUÇÃO DE
CUSTO NO PLANEJAMENTO DAS OBRAS DO PROGRAMA
“LUZ PARA TODOS” EM SÃO PAULO
1
MS. GENÉSIO BETIOL JÚNIOR
2
MS. PAULO ERNESTO STRAZZI
3
MS. JOSÉ R. DO CARMO
4
PROF. DR. FERNANDO SELLES RIBEIRO
RESUMO
Este trabalho relata o desenvolvimento de uma pesquisa sobre eletrificação rural de baixo custo que serviu de base para a análise técnica de projetos do
Programa “Luz para Todos” para realizar a universalização do atendimento no meio rural brasileiro, visando a redução dos valores orçados pelas distribuidoras de São Paulo, em seus respectivos planos de obras.
Em um primeiro momento, foram investigados meios de fazer estudo do comportamento de cada distribuidora participante do “Luz da Terra”, perante os
compromissos de reduzir o custo da eletrificação rural. Esse programa apresentava cunho eminentemente social e foi instituído no Estado de São Paulo, vigorando no período de 1996 a 2004. Uma das exigências para que os custos ficassem limitados a valores que permitissem ao programa ser viável era a avaliação prévia de cada projeto de distribuição rural, verificando se atendia a padrões sociais, técnicos e econômicos definidos. Foram escolhidos indicadores
quantitativos e não quantitativos, adequados para uma análise comparativa de desempenho de cada empresa, com base em série histórica, realizada sobre
o conjunto de dados finais de cada projeto de distribuição.
Em um segundo momento, a mesma metodologia foi adaptada para o confronto de dados dos planos de obras futuros de cada distribuidora no Programa “Luz para Todos” criado em 2002 para realizar a universalização do atendimento no Brasil, com o resultado do primeiro programa. A pesquisa permitiu a
identificação de certas tendências dos projetistas ao evoluir de um modelo mais rigoroso com o baixo custo, como era o “Luz da Terra”, para o atual programa.
Aplicado a todas as empresas do Estado, o estudo serviu de apoio para renegociar os orçamentos, contabilizando economia de mais de US$10 milhões
no universo de 42 mil ligações.
ABSTRACT
This article relates the development of a research method about low cost for rural electrification projects, which have been used like a
state to develop a technical analysis in whole projects of the Program “Luz para Todos”. This program was made in 2002 with the purpose
in offer electricity for whole people in Brazilian rural area. This method was developed seeking in to achieve cost reduction in the planning
made by electrics companies in São Paulo state.
At first, were analyzed the rural electrics projects made by electricity companies in the Program “Luz da Terra”, in front of to the commitment in achieving cost reduction in the rural electric projects. The Program “Luz da Terra” was made whit a social purpose and it was developed in the whole São Paulo state, during 1996 until 2004. One of the main demands to achieve reasonable costs and to allow the program's viability was the previous analyses of rural distribution projects, before them changing to work of electricity, checking out if they
had well defined. social, technical and economics methods. For that, were chosen quantitative and non-quantitative indicators, agreement whit a comparative analysis of each company performance in the Program “Luz da Terra”, in agreement whit historical series, based
on the group of the final result of each distribution electricity project.
In a second moment, the same methodology was adjusted to confront the plans data of each company's future works in the Program
“Luz para Todos”, using the results of the first program. The research allowed the identification of some planner's tendencies when developing from a more rigorous model of low cost, like was the Program “Luz da Terra”, to the actual Program “Luz para Todos”.
Having had applied to whole companies in the Sâo Paulo state, the study have served as a support to renegotiate budgets, what provided savings of more than US$ 10,000.000 in a total of 42,000 connections.
1. Introdução
O serviço público de energia elétrica no Brasil é uma função
constitucional do Estado, delegada às concessionárias de distribuição de energia ou às cooperativas de eletrificação rural. Há ainda
um enorme contingente de cidadãos brasileiros que não tem acesso ao serviço de energia adequado.
Todavia, para melhor compreender a realidade atual, este trabalho teve de olhar para trás, examinar a história da eletrificação
rural, analisar a evolução dos conhecimentos nos quais a engenharia de distribuição rural se envolveu, entender como alguns fatos foram capazes de transformar a realidade pela quebra de alguns parâmetros e formulação de outros. A engenharia de distribuição criou uma cultura de não fazer eletrificação rural, amparada pela legislação que vigorava.
O trabalho se interessa pelo estado de São Paulo, prioritaria-
mente, pois, em 1994 o programa de governo paulista trazia uma
notável proposta de elevar o atendimento dos consumidores rurais. Com base numa experiência implementada no estado do Rio
Grande do Sul por meio de uma experiência do Banco Nacional de
Desenvolvimento Econômico e Social – BNDES e da Universidade
de São Paulo – USP e denominada “modelo BNDES/USP”, esse modelo foi adaptado para São Paulo e instituído por decreto do Governo do Estado, em setembro de 1996, que criou a Comissão de Eletrificação Rural do Estado de São Paulo – CERESP, e o Programa de
Eletrificação Rural – “Luz da Terra”.
Com uma formatação muito semelhante ao programa “Luz da
Terra”, em 1999 o Governo Federal desenvolveu o Programa Nacional de Eletrificação Rural “Luz no Campo”, com objetivo de levar
energia elétrica ao meio rural brasileiro. Ambos os programas resultaram em 60.000 novas ligações no período.
Comissão de Eletrificação Rural do Estado de São Paulo – CERESP: 1, 2, 3, 4.
Comitê Gestor Estadual de São Paulo – Programa “Luz para Todos”: 1, 2, 3, 4.
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo – EPUSP: 1, 4.
Programa Interunidades de Pós-Graduação em Energia da Univ. de São Paulo - Instituto de Eletrotécnica e Energia: 2, 3.
UNESP- Univ. Estadual Paulista – Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá: 4.
UNICID -Universidade Cidade de São Paulo: 1.
CERESP – Rua Bela Cintra, 847–11º andar –CEP 01415-903–São Paulo–SP– F. 11 3138-7598.
17
ARTIGOS TÉCNICOS
A prática social da eletrificação rural em
São Paulo não só deixou contribuições inseridas no planejamento do programa “Luz
no Campo”, como também, com a concordância da Eletrobrás, balizou a implementação deste segundo programa neste estado. Ambos programas declaravam o objetivo de atender a todos os cidadãos. Nenhum
dos dois alcançou plenamente o objetivo,
mas conseguiram grandes avanços conceituais, que hoje são aproveitados na política
de universalização atual.
No entanto, o interessado ainda havia
que pagar a instalação elétrica. Os dois programas de eletrificação rural que se sucederam em São Paulo exigiam o atendimento de todos os cidadãos, mas eram ambos
sofisticados programas de financiamento.
Porém, tanto o fato de cada novo consumidor ter de pagar pela ligação, quanto a impossibilidade de obrigar a concessionária a
fazer todas as ligações, continuaram a deixar o problema da apropriação da energia
elétrica por parte do pobre rural sem uma
solução eficiente e definitiva.
Veio então o marco legal definitivo, em
26 de abril de 2002, com a promulgação da
Lei 10.438, a Lei da Universalização.
Com base na análise comparativa desses dois conjuntos de dados históricos do
período anterior, e tomando a perspectiva
das tendências identificadas, foi então estabelecido o objetivo de todo o trabalho: relatar o resultado de uma pesquisa sobre eletrificação rural de baixo custo que serviu de
base para a análise técnica de projetos do
Programa “Luz para Todos”, com o intuito
de universalizar o atendimento no meio rural brasileiro, visando a redução dos valores orçados pelas distribuidoras de São Paulo, em seus respectivos planos de obras.
2. O programa “Luz para Todos”
Antes do início do Programa “Luz para
Todos”, a exclusão ao acesso à eletricidade
no Brasil, segundo o Ministério de Minas e
Energia – MME atingia mais de 11 milhões
de cidadãos e se correlacionava fortemente
com a pobreza, pois eram 90% pertencentes a famílias com renda inferior a três salários mínimos. Nesse contexto, foi planejada uma política pública para garantir a todos o direito ao acesso ao serviço de energia elétrica, o que, neste trabalho, se conceitua como universalização do atendimento.
Lançado em 11/11/2003, esse programa de eletrificação rural é o único em andamento em todo o Brasil e foi orçado em R$
7,6 bilhões, sendo que deste montante, R$
5,5 bilhões eram provenientes de fundos setoriais geridos pelo Governo Federal (Conta
de Desenvolvimento Energético – CDE e Reserva Global de Reversão – RGR) e o res-
18
tante partilhado entre governos estaduais,
municipais e as distribuidoras de energia
elétrica.
Quanto aos recursos financeiros da
CDE, serão a título de subvenção econômica. Por ser recurso financeiro a fundo perdido, é a principal fonte necessária para mitigar o impacto tarifário e fundamental para
a antecipação das metas de atendimento.
Já a RGR disponibilizará recursos na forma
de financiamento às distribuidoras. Os estados disponibilizarão às empresas recursos
a título de subvenção econômica (fundo perdido) e a distribuidora participará com recursos financeiros próprios.
Tendo prazos definidos pela Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL para que
todo solicitante de acesso à eletricidade fosse atendido de graça e sem qualquer ônus,
com todas as despesas pela construção
das obras e aquisição de equipamentos necessários, ficando por conta da empresa do
serviço público de distribuição de energia
elétrica, onerando sua tarifa.
O programa “Luz para Todos” está sendo implementado em São Paulo com o apoio de Furnas Centrais Elétricas S.A. e da Comissão de Eletrificação do Estado de São Paulo - CERESP e deverá ser executado por todas as 14 concessionárias e 17 cooperativas de eletrificação rural que operam no estado, com metas de realizar 60 mil ligações, até o final de 2008.
3. Metodologia
Para a consecução da universalização
do atendimento era preciso saber como garantir baixo custo nas instalações do programa “Luz para Todos”, de forma a restringir o impacto tarifário. Com tal escopo, foram feitos estudos da prática da eletrificação rural em São Paulo, sendo examinados
os resultados de duas experiências ocorridas anteriormente, no Estado.
A metodologia é baseada nos resultados da manipulação de dados técnicos expost de dois programas de eletrificação rural implementados no estado se São Paulo,
"Luz da Terra" e "Luz no Campo", ambos desenhados com o objetivo explícito de permitir a inclusão no acesso a eletricidade de
todos os cidadãos e principalmente os pobres. Como, naquela ocasião, os beneficiados tinham que pagar pelas ligações elétricas, conforme a legislação da época, as bases desses programas estavam assentadas, principalmente, no requisito de baixo
custo por ligação. Partiam de modelos muito semelhantes e com diferentes arranjos
institucionais apresentavam diferentes características operacionais, inerentes à sua
própria concepção.
Foram investigadas formas de comparação que fossem adequadas para mostrar
os perfis de engenharia adotados nesses dois programas pelas duas maiores concessionárias paulistas, em abrangência territorial: Elektro – Eletricidade e Serviços S.A. e
Cia. Paulista de Força e Luz – CPFL.
Como o público-alvo e a região de implementação do programa "Luz para Todos" são muito semelhantes ao que vinham
acontecendo nas mesmas áreas de concessão, espera-se que possam ser criadas bases de comparação competentes para contribuir com a construção de um modelo de
análise de custos do novo programa a ser
implementado no mesmo lugar, para público de mesmo perfil sócio-econômico: o pobre rural isolado no interior de São Paulo.
4. Os planos de obras
A lei obrigou a distribuidora a identificar
seu mercado remanescente e definir o número de novos consumidores que precisa
atender para atingir a universalização, assim como atribuiu à Aneel a definição de
uma data final para esse pleno atendimento. Ao chegar ao final do prazo, chamado de
meta de atendimento, especificado por município, todo solicitante de acesso ao serviço de energia precisa estar ligado ou a distribuidora expõe-se a multas e arrocho na
revisão tarifária.
A lei criou o programa “Luz para Todos”
para dar um suporte financeiro à distribuidora, de forma a mitigar o impacto na tarifa
de energia. Para aderir, a distribuidora tem
que assinar um contrato com a Eletrobrás
contendo diversos detalhes, entre os quais,
custos modulares, custos totais e o dado
principal, o número de consumidores por
atender.
A distribuidora ficou com a obrigação de
elaborar o planejamento físico e financeiro
consolidado em um chamado “plano de
obras”, que contem as principais informações técnicas e financeiras das obras a serem implementadas pela distribuidora, os
quais seriam submetidos para análise e
aprovação do MME, que necessitou estudar
cada plano de obras para encontrar meios
de negociar redução de custos, de forma a
adequar o planejamento proposto com o
mercado real de cada empresa.
Houve um momento de encontro da pesquisa da Escola Politécnica e da “expertise”
da Secretaria de Energia, Recursos Hídricos e Saneamento de São Paulo, por meio
da CERESP, com o programa “Luz para Todos”.
Este trabalho trata desse momento de
encontro, pautada pela clara convicção de
que a pesquisa acadêmica foi celebrada pela praxe através da experiência de consolidar uma contribuição à sociedade tão evidente e útil que pode ser traduzida em números de interesse técnico e em quantias
TECNICAL ARTICLES
de recursos públicos preservados e redirecionados ao ato de fazer justiça social pela
democratização do acesso à energia.
Pois o MME tinha que estudar planos de
obras, negociar redução de custos, repartir
a destinação dos fundos setoriais e enviar o
plano de obras à Eletrobrás para elaboração de um contrato a ser firmado com a respectiva distribuidora, estabelecendo a contrapartida dela.
5. Escolha de parâmetros para um
estudo de desempenho da engenharia
de distribuição rural
5.1. Perfil de engenharia
Há um conjunto de concepções de engenharia de distribuição referentes a diferentes aspectos da atividade de estender redes no campo em busca dos consumidores
rurais, que este trabalho chama genericamente de perfil de engenharia. Entende-se,
por isso, um conjunto de padrões técnicos
ora tratando do material de que é feito o
poste, ora especificando a natureza do condutor elétrico, ora descrevendo o circuito
de potência, se é monofásico, bifásico ou trifásico, e conseqüentemente os equipamentos componentes desse circuito, ora referindo-se a potências nominais especificadas para alguns componentes, mas que
sempre traduzem uma avaliação da preocupação que o projetista teve com a eletrificação rural de baixo custo.
Assim, fala-se em perfil de engenharia
robusto quando o projetista tem exagerada
preocupação na robustez de seus padrões,
quase sempre para atender a uma concepção de excelência na engenharia de distribuição que este trabalho julga inadequada
para o compromisso da universalização de
atendimento.
5.2. Indicadores técnicos médios
Este trabalho seleciona e aufere alguns
índices para facilitar as análises previstas
em sua metodologia. Esses índices são denominados de indicadores técnicos médios,
pois servem como parâmetros que permite
estimar de forma relativa o panorama geral
das obras executadas ou mesmo a serem
executadas para o atendimento ao respectivo plano de obras, no caso de planejamento.
Os principais índices técnicos médios
empregados foram: consumidor por quilômetro, transformador por quilômetro, consumidor por transformador, postes por quilômetro, potência nominal por transformador e potência nominal por consumidor.
Os indicadores técnicos médios são interessantes como medidas dos cuidados que
a concessionária tem em adequar a sua rotina de planejamento de expansão do sistema de distribuição para a zona rural. Não
havendo tais cuidados, o que não é incomum de ocorrer, a eletrificação rural fica
sendo a mera extensão para a área rural
das práticas urbanas, onde o mercado é naturalmente mais denso e as residências
têm naturalmente hábitos de consumir mais energia.
6. Análise comparativa de dados
“ex-post” de programas de eletrificação rural
Um fato é que havia um banco com dados detalhados de projetos referentes a mais de 21 mil ligações de novos consumidores executadas pelo programa “Luz da Terra”. Outro fato, é que seria possível ter acesso a certas informações referentes ao resultado das operações do programa “Luz no
Campo”, nas mesmas áreas de aplicações,
estas de posse da Eletrobrás.
A análise comparativa que se apresenta
a seguir tem sua razão de ser na diferença
de procedimentos entre os programas “Luz
da Terra” e “Luz no Campo”.
Nesse programa, a Eletrobrás não efetuava a análise técnica projeto a projeto anterior ao início da obra, como fez a CERESP
no “Luz da Terra”, mas, no entanto, efetuava rigorosa fiscalização de campo posterior
à conclusão da obra para constatar a conformidade da obra executada em relação
ao projeto.
Para tanto, foram investigadas formas
de comparação que fossem adequadas para mostrar os perfis de engenharia adotados nesses dois programas por duas empresas participantes.
a) a concessionária Elektro: no final de
1997 a Companhia Energética de São Paulo
– CESP (estatal) incorporou-se ao programa “Luz da Terra”. Depois do “Luz da Terra”
já estar instituído e em operação, aconteceu que foi desmembrado o setor de distribuição, que passou a se chamar Elektro –
Eletricidade e Serviços S.A., que continuou
operando o programa “Luz da Terra”. Nessa
análise, o universo de ligações efetuadas
pela Elektro foi de 16.598 ligações, sendo
17,7 % correspondentes ao “Luz no Campo” e 82,3% ao “Luz da Terra”.
Os indicadores técnicos médios apresentados pela empresa em ambos os Programas estão relacionados na tabela 01.
Os índices referentes ao “Luz no Campo”
apontam para um perfil com tendências voltadas a um custo mais elevado.
Tabela 01 - Indicadores técnicos médios (Elektro)
Indicadores Técnicos Médios
Luz da
Luz no
Índices
Terra
Campo
Co ns. /
6,3
4,3
Trafo / km
3,0
3,1
Cons. /
2,1
1,4
Poste /
9,4
9,6
kVA /
9,9
10,8
kVA /
4,8
7,9
Fonte: CERESP, 2004
A Elektro registrou uma acentuada diminuição da densidade de consumidores, o
que acarreta elevação na extensão de rede
elétrica primária por consumidor atendido.
A redução de consumidores por quilômetro
foi de aproximadamente de um terço no
“Luz no Campo” em relação ao “Luz da Terra”. Diminuiu também o número de consumidores por transformador mais ou menos
na mesma taxa o que é coerente com a hipótese de que as ligações se tornem mais dispersas à medida que a rede elétrica vai se
estendendo pelo interior. Todavia a mesma
hipótese de que o consumidor vai ficando
mais esparso e mais pobre é frontalmente
contestada pela consideração que o projetista fez sobre a capacidade dos novos atendidos consumirem energia. A potência instalada por consumidor cresceu dois terços.
Consumidor mais pobre não combina com
demanda maior, e isto faz lembrar que tal hipótese é um dos mecanismos que se usa para tentar justificar custos maiores e, justamente por este motivo, há que haver todo
cuidado em ponderar a tal dispersão de consumidores.
Em linhas gerais, o autor observa que a
Elektro apresentou divergências significativas nos indicadores técnicos médios no programa "Luz no Campo" em relação ao "Luz
da Terra", mas manteve uma similaridade
no perfil de engenharia, privilegiando o emprego de sistemas monofásico sem neutro
– MRT e bifásico, além dos transformadores
monofásicos e bifásicos, ou seja, mais voltado ao perfil de baixo custo.
A redução significativa do adensamento
pode ser atribuída a um direcionamento da
empresa na implementação de linhas tronco, objetivando buscar atender algumas ligações mais distantes da rede elétrica.
b) a concessionária CPFL: o conjunto de
ligações analisadas foi de 3.618 ligações,
sendo 80,2% dentro do “Luz no Campo” e
19,8% no “Luz da Terra”.
Os indicadores técnicos médios apresentados pela empresa em ambos programas estão relacionados na tabela 02.
Tabela 02 - Indicadores técnicos médios (CPFL)
Indicadores Técnicos Médios
Índices
Cons. /km
Trafo / km
Cons./km
Poste /
KVA /
KVA /
Luz da
Terra
6,0
4,5
1,3
8,9
10,4
7,8
Luz no
Campo
6,1
3,2
1,9
13,3
16,8
8,8
Fonte: CERESP, 2004
Mesmo alguns indicadores técnicos médios terem apresentado sensíveis diferenças entre os programas, o adensamento se
manteve estável, o que, a princípio, poderia sugerir a manutenção do perfil de enge-
19
ARTIGOS TÉCNICOS
nharia obtido no "Luz da Terra”.
Mesmo com o adensamento mantido estável, no programa "Luz no Campo", os indicadores técnicos demonstram que a CPFL ligou em média aproximadamente dois consumidores em cada transformador (46% a
mais), o que implica numa redução na quantidade de postos de transformação por quilômetro da ordem de 29%, pois para uma
mesma quantidade de consumidores existente em cada quilômetro de rede em ambos programas ela ligou mais consumidores em cada transformador, no caso do “Luz
no Campo”, o que implica numa quantidade
menor de postos de transformação para
atender o mesmo público. Por outro lado,
reduziu o vão de forma significativa, ou seja, os postes ficaram mais próximos, sendo
necessário o emprego de quase 50% a mais de postes para cada quilômetro de rede
primária.
No “Luz no Campo”, a CPFL apresentou
indicadores técnicos médios favoráveis ao
emprego de padrões econômicos (fato ocorrido no “Luz da Terra”), ressaltando a manutenção do adensamento, e o que se notou
com relação ao perfil de engenharia adotado em ambos programas foi o emprego de
uma estrutura mais robusta no caso do
"Luz no Campo", com o emprego acentuado de estruturas trifásicas e postes de concreto, provavelmente motivado pelo fato
de não haver a exigência de análise projeto
a projeto antes do início da obra, enquanto
que no "Luz da Terra", tendeu mais ao padrão econômico, privilegiando o sistema
monofásico sem neutro (MRT) e o bifásico e
o emprego de transformadores monobucha
e bifásico e postes de madeira, pois havia o
controle do custo da CERESP / USP.
7. Os planos de obras no programa
“Luz para Todos”
O orçamento desse programa estava
em “xeque” face aos valores que as concessionárias atribuíam as suas futuras obras e
algumas providências precisavam ser tomadas. O Ministério solicitou que a CERESP e a
USP desenvolvessem pesquisa em apoio ao
programa “Luz para Todos”.
Uma das demandas formuladas foi o
empenho da pesquisa científica para se obter um instrumento capaz de facilitar a negociação com as concessionárias e cooperativas de eletrificação rural na busca pela
redução dos custos. Os valores apresentados nos planos de obras, de tão altos, poderiam inviabilizar o programa.
Quando este trabalho de pesquisa sistematizou a transição entre o programa financiado pelo BNDES e o primeiro programa financiado pela Eletrobrás, ocorreu que
foram analisados, de ambos os programas,
dados finais “ex-post”, referentes a duas
20
empresas de São Paulo. A partir desses dados de encerramento de projeto é que foram percebidas algumas tendências dos
projetistas a que se pode atribuir o observado aumento dos custos. Agora se especulava comparar os dados colhidos do programa “Luz da Terra” com os dados “exante” das mesmas empresas Elektro e
CPFL, pela perspectiva das mesmas tendências identificadas.
7.1. Um método de análise dos planos
de obras
O conhecimento daquilo que ocorreu há
poucos anos quando deixou de ser feita a
análise prévia de cada projeto de eletrificação rural nas duas mais representativas
concessionárias do interior de São Paulo –
conforme era a exigência do BNDES - e o
projetista se viu livre para expressar sua
própria forma de fazer projeto de eletrificação, poderia servir para uma contribuição
real ao processo de universalização do atendimento.
O objetivo era encontrar possíveis tópicos que pudessem ser renegociados após a
comparação com situações anteriores, inicialmente nas mesmas empresas. Certamente que o grande trunfo era o conhecimento prévio de alguns vieses.
Com o desenvolvimento dos trabalhos,
percebeu-se que alguns vieses eram comuns a essas duas empresas e mais: foram
identificados pontos dos planos de obras de
todas as outras empresas de São Paulo em
que era nítido o exagero do projetista. E essa nitidez ficava transparecida pela comparação de cada plano de obra com o sucedido programa “Luz da Terra”. O escopo pôde
ser ampliado e outras empresas também
puderam ser analisadas a partir dos mesmos estudos que foram feitos sobre o banco de dados da CERESP.
Para tanto, a amostra que antes se restringira aos dados das empresas Elektro e
CPFL foi ampliada para todos os projetos de
todas as empresas participantes do “Luz da
Terra”. Foram calculados valores médios de
todas as ligações feitas através desse programa, opção tomada porque a análise deixaria de ser restrita a essas duas concessionárias e passou a haver interesse sobre todas as regiões do estado de São Paulo.
Durante o ano de 2004, foram efetuadas análises técnica e orçamentária, e foram emitidos pareceres correspondentes,
referentes aos 28 planos de obras das empresas paulistas, sendo 13 enviados por
concessionárias e 15 por cooperativas de
eletrificação rural, totalizando 42.646 ligações elétricas planejadas para serem atendidas por meio do programa “Luz para Todos”. O número ficou aquém do esperado,
visto que a meta de atendimento estimada
para São Paulo é de 60 mil ligações. Pode
ser que ainda continue existindo um considerável déficit de ligações elétricas nas áreas de concessão de diversas distribuidoras,
o que deverá obrigatoriamente ser eliminado por força dos ditames da legislação vigente, conforme já abordado.
7.2. Análise dos planos de obras
Inicialmente, foram analisados os planos de obras das duas concessionárias referidas anteriormente. Foi sendo aos poucos
consolidado um método de utilização dos
conhecimentos anteriores para melhor
compreensão da atitude dos novos projetistas quanto aos compromissos da eletrificação rural de baixo custo. Foram sendo recebidos planos de obras de outras empresas além das duas citadas. Alguns dados
constantes desses projetos foram sendo sistematizados e deram origem às informações da tabela 03, as quais se constituem
nos dados do estudo aqui relatado.
Portanto, a proposta inicial apresentada pelas distribuidoras de São Paulo foi efetuar numa primeira etapa, 42.646 ligações
de novos consumidores rurais, ou seja,
71% da meta de atendimento prevista para
o estado, correspondendo a R$ 176,8 milhões.
Foi construída uma metodologia para a
análise dos planos de obras montada sobre
três instrumentos básicos: análise do perfil
de engenharia a ser aplicado aos projetos,
análise orçamentária (materiais, equipamentos e mão-de-obra), e análise dos indicadores técnicos médios, sempre utilizando os registros da CERESP.
a) Perfil de engenharia adotado: foi efetuada por meio da verificação do emprego
dos tipos de transformadores e respectivas
potências nominais, tipos de postes e cabos elétricos e das configurações de sistemas descritos nos planos de obras em relação àqueles aplicados no programa “Luz da
Terra”, sempre balizada pelos limites estabelecidos nos critérios técnicos do programa “Luz para Todos”.
b) Orçamento de materiais e equipamentos: os preços apresentados nos planos de obras foram comparados a uma referência de preço adotada pela CERESP, obtida com base em valores médios de mercado. Notou-se que os preços comparados
eram muito próximos, sendo que pouquíssimos itens divergiam demasiadamente.
c) Indicadores técnicos médios: é interessante reafirmar que essa análise foi efetuada por meio do cotejo adequado de variáveis quantitativas, como características
da distribuição geográfica do consumidor,
quantidade e potência nominal dos transformadores, quantidade de postes e extensão de rede primária, todas especificadas
no plano de obras apresentado pelas distribuidoras, e traduzidos em índices técnicos
TECNICAL ARTICLES
médios.
A tabela 03 relaciona as quantidades
das variáveis supra mencionadas, especificadas nos planos de obras propostos por 13
concessionárias e 15 cooperativas. Esses
são exatamente os primeiros documentos
das respectivas empresas que o Ministério
de Minas e Energia encaminhou à CERESP
para a devida análise dos pesquisadores.
Já a tabela 04 corresponde aos indicadores técnicos médios produzidos com base nos dados relacionados na tabela 03, ou
seja, são originados dos planos de obras
propostos pelas distribuidoras anteriormente à análise técnica da CERESP.
O custo médio por ligação e por quilômetro de rede primária foi de R$4.146,00 e
R$26.156,50, respectivamente.
O cálculo dos indicadores técnicos médios dos planos de obras propostos pelas distribuidoras deixou patente que diversos deles estavam muito discrepantes daqueles
verificados após a conclusão do programa
“Luz da Terra”, para um público de mesmo
perfil sócio-econômico, o mesmo pobre rural. Ficou claro, também, que certamente
haveria margem segura para efetuar reajustes nos planos de obras, pela comparação com a referência dos indicadores técnicos médios do banco de dados da CERESP,
relativo ao programa “Luz da Terra”.
Foi planejada uma metodologia para
dar apoio à fase de negociações do “Luz para Todos” baseada na parametrização de alguns indicadores a partir da admissão de
certas hipóteses. Uma simulação adequada
permitia formular novas estimativas de valores e quantidades de estruturas físicas, tais como: extensão de rede primária, postos
de transformação e postes, sugerindo oportunidades de propor alternativas voltadas à
perspectiva de reduzir custos para atender
o mesmo universo de ligações elétricas, de
forma a perseguir o menor custo por ligação elétrica.
.Na simulação realizada, diferentes hipóteses sugeridas pela prática do programa “Luz da Terra”, foram efetuados novos
cálculos gerando como resultado um novo
sistema elétrico de distribuição rural, também hipotético, mas que teria como indicadores os valores introduzidos arbitrariamente.
Então, a simulação produzia um sistema de distribuição rural fictício direcionado
para ter indicadores aceitáveis em renegociação, e permitia calcular para essa hipótese novas quantidades de estruturas físicas. Também, corrigindo-se discrepâncias
de preços de materiais e equipamentos
apontados pela análise orçamentária e discutindo-se a não conformidade no perfil de
engenharia frente às determinações das
normas do programa “Luz para Todos”, fica-
Tabela 03 - Quantidades expressas nos Planos de Obras propostos pelas distribuidoras.
Tabela 04 - Indicadores técnicos médios dos planos de obras propostos pelas distribuidoras.
Fonte: CERESP, 2005
Tabela 05 -Quantidades nos Planos de Obras após análise (vinculados aos contratos).
Tabela 06 -Indicadores médios dos Planos de Obras após análise (vinculados aos contratos)
Fonte: CERESP, 2005
va esboçada uma nova alternativa e uma proposição às distribuidora para que efetuassem
as necessárias adequações em seus respectivos planos de obras. De novo, o custo foi reduzido.
Após os ajustes sugeridos, os planos de obras foram recebidos novamente para análise, até um ponto adequado. Após conclusão da negociação, eram finalmente encaminhados ao MME e à Eletrobrás para as devidas providências.
As tabelas 05 e 06 mostram os números finais definitivos dos planos de obras, após análise, referentes a cada distribuidora, e são números que estão vinculados aos contratos firmados entre Eletrobrás e distribuidoras, para o financiamento do programa “Luz para Todos”.
A negociação assistida trouxe a extensão de rede elétrica primária para o total de
5.925 km, reduzindo relevantes 834,37 km, em uma porcentagem de encurtamento de
12,3% em relação ao plano de obras inicialmente proposto. Analogamente, o mesmo ocorreu com os postos de transformação, passando para 16.109 unidades, ou 1.865 postos a
menos, correspondendo a 10,4%. Quanto aos postes, foram estimadas 91.144 unidades a
serem implantadas, 15.075 unidades a menos (14,2%).
Todas essas diferenças ocasionaram melhorias substanciais nos indicadores técnicos
21
ARTIGOS TÉCNICOS
médios, conforme tabela 06. O índice consumidor por quilômetro de rede elétrica primária subiu 14,3%, passando para 7,2. A
quantidade de potência nominal de transformadores disponibilizada para cada consumidor reduziu 10%, passando para 4,5
KVA. Quanto ao número de consumidores a
ser ligado em cada transformador subiu para 2,6 (8,3%). São fatos que demonstram
que os indicadores técnicos médios do programa “Luz para Todos” serão ainda melhores do que os apresentados pelo “Luz da Terra”, tendo em vista que os ônus das ligações elétricas serão das distribuidoras, o
que certamente provocará maior procura
pelo benefício.
A tabela 07 relaciona os indicadores médios dos planos de obras do programa “Luz
para Todos” antes e após análise e os indicadores médios do “Luz da Terra”. A existência de indicadores técnicos médios mais
adequados ocasiona uma substancial redução no custo da obra.
Tabela 07 - Comparativo de indicadores
técnicos médios:
Fonte: CERESP, 2004
Nesse contexto, o custo médio da ligação de um novo consumidor que na proposta inicial dos primeiros planos de obras
apresentados pelas distribuidoras que foi
de R$ 4.146,00, após análise assistida pela
metodologia que trata esta dissertação, ficou reduzido a R$ 3.400,00, valor entendido como razoável.
Considerações finais
Este trabalho apresentou o desenvolvimento de uma pesquisa sobre eletrificação
rural de baixo custo, buscando formas de viabilizar a universalização do atendimento
do serviço público de eletricidade, por meio
do desenvolvimento de uma ferramenta de
apoio às negociações sobre os valores dos
planos da obras.
O estudo comparativo permitiu que se
identificassem tendências dos projetistas
das duas empresas. Presos à verificação
prévia, eles eram o mais econômico possível. Liberados, suas respectivas atitudes demonstraram certos vieses de menor preocupação com o objetivo de baixo custo na
eletrificação rural.
A análise dos planos de obras finais evidenciou que a utilização de indicadores técnicos médios, melhores que aqueles apresentados nos planos de obras iniciais, ocasionaram uma substancial redução em extensão de rede, em postos de transformação e potência nominal disponibilizada para
cada consumidor.
A extensão de rede elétrica primária foi
de 5.925 km, ou seja, uma redução de
12,3% em relação ao inicialmente proposto, o mesmo ocorrendo com os postos de
transformação, passando para 16.109 unidades, ou 1.865 postos a menos, correspondendo a 10,4%. Quanto aos postes, foram estimadas 91.144 unidades a serem
implantadas, 15.075 unidades a menos
(14,2%).
Todas essas diferenças ocasionaram
melhorias substanciais nos indicadores técnicos médios. O índice consumidor por quilômetro de rede elétrica primária subiu
14,3%, passando para 7,2. A quantidade
de potência nominal para cada consumidor
reduziu 10%, passando para 4,5. Quanto
ao número de consumidores a ser ligado
em cada transformador subiu para 2,6
(8,3%).
Assim, a economia gerada por meio da
análise técnica dos planos de obras foi de
aproximadamente R$ 32 milhões, o que corresponde a uma redução de 18% no custo
inicialmente proposto pelas distribuidoras.
O custo médio da ligação elétrica proposta
nos planos de obras apresentados inicialmente foi de R$ 4.146,00, sendo que, após
análise, o custo por ligação ficou reduzido a
R$ 3.400,00.
Na época da análise, em maio de 2005,
o valor do dólar americano era R$2,50, correspondendo, portanto, em mais de US$ 12
milhões. É dinheiro de programa social que
foi preservado para ampliar a extensão do
benefício à sociedade.
Referências bibliográficas
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técnicos de engenharia aplicados aos programas de eletrificação rural implementados em São Paulo. In: X Congresso Brasileiro de Energia. Vol. IV p. 2.293 a 2.301. Rio
de Janeiro, 2004
FOLEY, G. Alternative Institucional
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FUGIMOTO, S. K. A universalização do
serviço de energia elétrica – acesso e uso
contínuo. Dissertação (Mestrado). Escola
Politécnica da Universidade de São Paulo.
São Paulo, 2005.
JUCÁ, A. S. et al. A importância da norma técnica no custo da eletrificação rural.
Eletricidade Moderna, n°. 313, p. 166-175.
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MEINECKE, P. R.; BRASIL, A. C. P. Estudo das condições para fornecimento de
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PICCKLES, J. S.; WILLS, W. H. – Rural
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RIBEIRO, F.S. Eletrificação rural de baixo custo. 157p. Tese (Livre Docência) Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. São Paulo, junho de 1993.
RIBEIRO, F. S.; SANTOS, J. F. M. Política
de eletrificação rural: superando dilemas
institucionais. Revista do BNDES, V. 1, nº 2,
p. 131-152. Rio de Janeiro, dezembro de
1994.
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22
[email protected]
TECNICAL ARTICLES
ENERGIZAÇÃO DE COMUNIDADE ISOLADA NA AMAZÔNIA
PROJETO MICROCENTRAL CANAÃ
1
Tiago Filho, Geraldo Lúcio
2
Lemos, Helmo
RESUMO
As iniciativas de eletrificação de comunidades isoladas têm-se mostrado, até então, de difícil sustentabilidade econômica, com altos índices de descontinuidade do serviço e com a baixa qualidade da energia elétrica disponibilizada. Outro aspecto importante dessas iniciativas é a grande dificuldade para o suprimento energético dessas comunidades.
O programa “Luz para Todos” do governo federal lançado em 2002 é uma alternativa que visa a universalização do serviço da energia elétrica em todo o
território nacional, principalmente das pequenas comunidades isoladas dando acesso a elas ao desenvolvimento decorrente da chegada da energia. Uma
dessas comunidades que se beneficiarão do programa é a Comunidade do Assentamento Nova Canaã. Localiza-se em Pimenta Bueno no estado de Rondônia na região amazônica. Nela serão supridas 55 famílias que nunca tiveram acesso a uma energia de qualidade e com fornecimento contínuo.
A relevância deste projeto é expressa pela possibilidade de replicação de seu modelo de gestão para outras comunidades existentes no país, contribuindo para a melhoria de qualidade de vida, redução da pobreza e do êxodo rural.
ABSTRACT
The initiatives of electrification of isolated communities has revealed, until then, of difficult economic sustainable, with high indices of
discontinuity of the service and with low the quality of the disponibilizada electric energy. Another important aspect of these initiatives it is
the great difficulty for the energy suppliment of these communities.
The program "Luz para Todos" (Light for All) of the launched federal government in 2002 it is an alternative that aims at the generalization of the service of the electric energy in all the domestic territory, mainly of the small isolated communities giving to access they to the
decurrent development of the arrival of the energy. One of these communities that will benefit themselves of the program is the Community of the New Nesting Canaã. One bes situated in Pimenta Bueno in the state of Rondônia in the Amazon region. In 55 families will be supplied who they had never had access to an energy of quality and continuous supply.
The relevance of this project she is express for the possibility of response of its model of management for others existing communities
in the country, contributing for the improvement of quality of life, reduction of the poverty and the agricultural exodus
1 – Introdução
De acordo com o estudo realizado pelo
conselho Mundial de Energia (2006), cerca
de um terço da população mundial, o equivalente a dois bilhões de pessoas, não tem
acesso à energia elétrica.
Segundo dados do Instituto Brasileiro
de Geografia e Estatística – IBGE (2005), o
Brasil participa neste contexto com cerca
de 13 milhões de habitantes que não usufruem dos benefícios da energia elétrica.
Quase a totalidade desses brasileiros vive
em comunidades isoladas e zonas rurais,
distantes dos centros urbanos e da possibilidade de se desenvolver economicamente.
Visando a melhora deste quadro o Governo Federal, através da Lei nº. 10.438,
de 26 de abril de 2002 e do decreto nº.
4.873 de 11 de novembro de 2003, instituiu o Programa Nacional de Universalização
do Acesso e Uso da Energia Elétrica – “Luz
Para Todos”. O Programa tem como meta levar energia elétrica à totalidade dos brasileiros até 2008, antecipando em sete anos
o cronograma de universalização do atendimento que, antes dele, estava previsto
para ser concluído em 2015. O programa
abreviou o tempo das concessionárias para
estender as redes de distribuição de energia, apressando implantações de centrais
elétricas descentralizadas.
A proposta deste trabalho, que está inserido no Programa “Luz Para Todos”, é mostrar uma forma sustentável de energia em
comunidades isoladas, mostrando através
do estudo de caso do Projeto Microcentral
Canaã em Rondônia, como explorar os recursos locais e o potencial regional para solucionar o abastecimento de energia.
Toda a execução e a implantação deste
projeto está sendo financiada pelo Fundo
Setorial CT-ENERG, edital 01/2003. O objetivo principal do projeto é o desenvolver modelos de gestão auto-sustentável, com a
participação da comunidade assistida, em
sistemas de geração descentralizados e isolados.
2 – A Comunidade Canaã
A comunidade do Assentamento Canaã
faz parte do programa de Reforma Agrária
do INCRA e foi criado em 29 de setembro
de 1995. O Assentamento, fica às margens
do Rio Roosevelt em plena selva amazônica, cerca de 75 km a leste da sede da cidade de Pimenta Bueno no estado de Rondônia, junto à Reserva Indígena dos “Cinta
Larga”.
A comunidade demonstrou grande interesse em desenvolver as atividades referentes ao projeto: “Programa de disseminação de MCH em sistemas isolados no es-
tado de Rondônia”. O mesmo foi criado com
área de 2.991,93ha e capacidade de assentar 31 famílias, sendo que atualmente 55
parcelas estão ocupadas por famílias que
residem e trabalham na própria parcela, 16
delas originárias do assentamento inicial,
ao passo que as famílias restantes “compraram” as parcelas.
Os assentados produzem na comunidade, através da agricultura familiar, café, arroz, milho e roça de quintal, além de pequenos animais e gado para a produção de
leite. Não há atendimento elétrico na localidade, a não ser pelos poucos geradores a diesel particulares e painéis fotovoltaicos instalados para a escola (figura 1 e 2). Existe
uma grande dificuldade de se levar diesel,
até a comunidade e a situação atual ainda
está longe de satisfazer as necessidades locais. Não há possibilidade de atendimento
de eletricidade em qualquer dos programas
atualmente levados a cabo pela CERON, visto que a distância é grande e a demanda pequena.
Com a instalação da μCH, além da melhoria da qualidade de vida dos assentados,
existirá um grande benefício com a redução
do consumo de óleo diesel na comunidade,
diminuindo o desembolso dos moradores
para o acesso à energia elétrica e também
um ganho ambiental ocasionado por redu-
1Centro Nacional de Referências em PCH's /IRN-UNIFEI
Caixa Postal 50 – Tel. (35) 3629 1157 - E-mail: [email protected] - Itajubá – MG / Brasil
2Centro Nacional de Referências em PCH's - Universidade Federal de Itajubá
E-mail: [email protected] - Itajubá – MG / Brasil
23
ARTIGOS TÉCNICOS
ções nas emissões de gases do efeito estufa já que haverá a substituição da geração com combustíveis fósseis por uma geração renovável e limpa.
O maior aprendizado e benefício que se pode obter na implantação desta μCH, será o modelo de gestão que resultará no final da
execução deste projeto, pois com as lições aprendidas durante este trabalho poder-se-á saber quais as dificuldades e barreiras encontradas para a sustentabilidade do empreendimento, e assim replicar esta rica experiência para outras comunidades, desta forma
melhorando a qualidade de vida de milhares de famílias.
3–Aspectos Práticos da Implantação
Com relação à implantação e construção da microcentral levantou-se alguns aspectos práticos que devem ser levados em consideração em qualquer modelo auto-sustentável de eletrificação isolada na Amazônia.
A empreiteira ou construtora escolhida para a obra civil têm experiência na região. Desta maneira facilita-se o levantamento de toda a logística de obra como transporte de materiais e pessoal qualificado com boa antecedência, evitando transtornos e dificuldades
desnecessárias, que acabam por atrasar o cronograma do projeto.
As técnicas construtivas regionais devem ser conhecidas e consideradas nas tomadas de decisão visando à otimização dos custos
gerados na fase de construção.
Paralelo à construção da central a comunidade deve ser preparada para receber a micro usina. Os beneficiados com a energia elétrica devem estar organizados legalmente em associação. Desta
forma poderão trabalhar como proprietários da central sem obstáculos legais, sendo capacitados na sua operação e manutenção.
O proprietário da terra deve ser identificado e contactado para
oficializar um termo de autorização para a implantação da central
em suas terras.
Parceiros facilitadores devem ser arregimentados ao longo do
projeto objetivando a liberação dos vários aspectos técnicos, legais
e construtivos da microcentral.
Os setores público, privado e as organizações de base comunitária devem estar incluídos no decorrer do processo, facilitando os
tramites, licenças e o desenvolvimento do investimento.
O modelo para a implantação da microcentral deve ser entendido como um empreendimento e como tal, gerenciado. Com este intuito, um modelo de gestão foi criado para a comunidade Canaã levando em consideração todas as características da comunidade, da
região em que se encontra e do potencial humano local.
Figura 1 - Gerador Diesel usado na Comunidade
Figura 2 – Painéis fotovoltaicos da escola
4 – Descrição da Microcentral
O arranjo proposto para o aproveitamento foi de uma microcentral hidrelétrica de desvio, com regime operativo a fio d'água, isto é, não se levando em consideração a acumulação de água, sem
reservatório formado pela barragem. Como as condições topográficas existentes são favoráveis, optou-se por uma central em desvio, beneficiando-se, desse modo dos desníveis naturais. As considerações feitas para os dimensionamentos dos componentes hidráulicos foram realizadas de acordo com Zulcy et all (1999) e o Manual DNAEE/Eletrobrás (1985). A seguir são mostrados alguns detalhes dos desenhos de projeto.
4.1 - Arranjo Geral
A central terá como forma de captação uma tomada d'água simples, seguida de um canal de adução de terra escavado próximo às
margens do Rio Roosevelt até a câmara de carga. A partir daí, um
conduto forçado direciona o fluxo até a turbina na casa de máquinas, sendo então, devolvido através do canal de fuga para o leito
natural do Rio Roosevelt Figura3.
Figura 3 – Arranjo geral da Microcentral Canaã
24
TECNICAL ARTICLES
Acionamento
Comporta
B
Canal de Adução
Terra sem revestimento
EL. 326,15 m
A
A
LC T om a da D 'Á g u a
A
F lu x o
EL. 325,65m
V er
ted
or
Plataforma de acesso
B
Acionamento
Comportas
Desarenação
do
r
4.4 - Câmara de carga
Concebida para amortecer as partidas e paradas bruscas das
turbinas, garantindo a submergência mínima dos condutos forçados. Seus acessórios principais são uma grade fina, comportas de
manutenção, de serviço e rampa desarenadora (figuras 6a e 6b).
Foi projetada de forma a facilitar a instalação de um segundo conduto para futura expansão. A câmara de carga tem as seguintes características:
Grade
Grossa
Comportas
Stop-Log
a
l
a en
an ar
es
D
4.3 - Sistema Adutor de Baixa Pressão
Nesse ponto a água será conduzida da tomada d'água até a câmara de carga por meio de um canal de seção trapezoidal, construído de terra. Suas medidas permitem um escoamento do fluído de
modo que as perdas sejam inferiores a 1% da queda bruta e a velocidade menor que 0,65 m/s. Foi prevista a instalação de um sistema para drenagem das águas pluviais nas laterais. Todo o canal deverá ser construído paralelo à estrada de acesso pelo seu lado esquerdo, dando acesso da tomada d'água até a casa de máquinas (figura 5).
Material .................................................................. terra
Comprimento ........................................................ 430 m
2
Área da seção transversal trapezoidal....................... 5,15 m
3
Vazão de projeto (1 turbina) ................................. 1,00 m /s
3
Vazão de projeto (2 turbinas) ............................... 1,65 m /s
Lâmina d'água ..................................................... 1,00 m
Velocidade média ................................................ 0,40 m/s
Declividade do fundo do canal ................................. 1/5.820
Margem Esquerda
Rio Roosevelt
C
4.2 - Tomada d'água de superfície com estrutura de desvio ( Espigão )
Devido às dimensões do rio, cerca de 30 m de margem a margem, e o fato do lado oposto pertencer à reserva indígena dos “Cinta Larga”, optou-se por não construir uma barragem e sim uma tomada d'água em forma de “espigão” (Figura 4).
Adotou-se um “espigão” com altura e comprimento suficiente
para desviar a vazão de projeto para a tomada d'água. A concepção
usada foi de uma barragem a gravidade, construída com material
de fácil obtenção no local, podendo ser de concreto, pedra argamassada, ou ainda, de madeira e terra. Deverá ser engastada em
sua base para maior segurança contra escorregamentos e tombamentos no período de cheias, já que não se trata de uma barragem
fechada de margem a margem. Funcionará como desvio parcial
das águas do Rio Roosevelt para adução do canal e conduto forçado. Também existe nesta estrutura uma comporta de desarenação,
do tipo plana deslizante, com acionamento manual, projetadas para limpeza de fundo.
Suas principais características são:
1
Tipo... espigão com vertedor, engastada na base, fck = 20 MPa
Comprimento ....................................................... 6,50 m
Altura máxima sobre as fundações ............................ 2,60 m
Tipo de perfil ...................................................... inclinado
Cota da lâmina d'água Normal ............................... 327,15m
A tomada d´água propriamente dita é caracterizada como uma
estrutura de transição, está integrada com a estrutura de desvio
(espigão) e disposta na margem esquerda. É composta por comporta de manutenção (stop-log), rampa desarenadora, grade grossa para retenção de galhos, folhas e materiais flutuantes e uma
comporta de serviço. Sua construção será em concreto e dimensionada para baixas velocidades de entrada, facilitando a decantação
de material sólido.
Características principais da tomada d'água:
1
Material .............................. Concreto armado, fck = 20 MPa
Comprimento ....................................................... 4,80 m
Altura .................................................................. 2,00 m
Largura ............................................................... 4,00 m
Altura da lâmina d'água .......................................... 1,00 m
Estrutura de Desvio
(Espigão)
Planta
Figura 4 – Planta da Tomada d'água
Canaleta
Pluvial
1
1,73
Estrada de acesso
NA Normal
327,15
1
1,73
Terreno
Natural
Seção Típica do canal
Canal de
Adução (terra)
(Alturas mínimas)
Figura 5 – Seção típica do canal de adução
Acionamento da comporta
Desarenadora
Grade Fina
Acionamento manual
das Comportas
Conduto Forçado
Ø 800 mm
Adução
(Canal de Terra)
Canal
Canal Lateral
EL.326,00m
Stop-Log
EL.327,00m
EL. 324,95m
EL. 326,00m
Fluxo
A
A
Preparo para expansão
Ø 950 mm
Planta
Figura 6a – Planta da câmara de carga
Grade Fina
Acionamento
de comporta
Acionamento da comporta
Desarenadora
Perfil Terreno
sem corte
Ranhuras Stop-Log
El. 328,00m
Canal de Adução
(terra)
Perfil Terreno
sem corte
El. 328,00m
Conduto Forçado
Ø 800 mm
NA Normal 327,00m
Vertedor
El. 326,00m
Fluxo
El. 325,45m
ic =1 5 %
El. 324,95m
Terreno
Natural
Perfil Terreno
com corte
Comporta Desarenadora
(0,50X0,50m)
Figura 6b – Corte da câmara de carga
Bloco de Ancoragem
BA 01
Câmara de Carga
NA Normal 327,00m
El. 328,00m
El. 326,00m
El. 328,00m
Fluxo
ic=1
5%
Perfil Terreno
sem corte
El. 325,45m
El. 324,95m
Bloco de
Apoio
Bloco de
Apoio
330
Casa de Máquinas
Bloco de Ancoragem
BA 02
325
Junta de
Canal de Fuga
dilatação
Perfil Terreno
com corte
Junta de
dilatação
Rio Roosevelt
NA Jus. 318,30m
320
315
Perfil Logitudinal
Figura 7 – Perfil longitudinal do Conduto Forçado
Material .............................. Concreto armado, fck = 20 MPa
Comprimento ...................................................... 16,30 m
Profundidade média ............................................... 1,55 m
Seção média ............................................ 5,00 m x 1,55 m
Deplecionamento máximo ...................................... 0,03 m
Sobrelevação máxima ............................................ 0,06 m
Comprimento do extravasor .................................... 6,10 m
4.5 - Conduto forçado
Optou-se em usar um conduto forçado de aço, um para cada
turbina, possibilitando a operação das turbinas em separado, caso
se queira futuramente duplicar a geração. A instalação será também de forma independente, não interferindo na construção do primeiro grupo gerador.
Foram previstos blocos de ancoragem e de apoio suficientes para garantir a rigidez e suporte dos conjuntos. Em cada trecho de tubulação, após cada bloco de ancoragem, serão colocadas juntas de
dilatação como visto no desenho da figura 7.
25
ARTIGOS TÉCNICOS
1, 50 X 1, 80
1 ,00
2, 00
2, 10
A
A
3,00x1,20
1,00
Bloco de Ancoragem
BA02
EL. 271,40 m
Painel 1
Almoxarifado
0, 80
2, 10
0, 80
2 ,10
Subestação Elevadora
Banho
0,8 0 x 0,4 0
1, 70
1, 50 x 1, 80
1 ,00
4.6 - Casa de máquinas
Para o seu posicionamento considerou-se, principalmente, um
local que apresentasse a menor possibilidade de inundação, quando da ocorrência das cheias do Rio Roosevelt, na época das chuvas.
Com isso, não se utilizou uma pequena parcela da queda natural
disponível. Terá estrutura em concreto armado e fechamento em alvenaria, cobertura em estrutura de madeira e telhas de barro. Projetada para abrigar além do grupo gerador os painéis de força, de
comando e de proteção. Está prevista a construção de sala para a
geração, sanitário, e almoxarifado para materiais e lubrificantes.
Também está prevista a instalação de um pórtico manual com capacidade de 2 (ton), para movimentação interna dos equipamentos
(figura 8).
1,5 0 X 1,8 0
1, 00
Características principais do conduto forçado:
Material empregado ......... Aço carbono com costura (soldado)
Diâmetro nominal ........................................ 800 mm (31”)
Espessura do tubo ............................................... 4,76 mm
Número de juntas de dilatação ...................... 2 (por conduto)
Válvula tipo borboleta ......................................... 1 unidade
Diâmetro nominal ................................................ 800 mm
Material do corpo ............................................ aço carbono
Material da sede .................................................. aço inox
Material do disco .................................................. aço inox
Fixação ............................................................ flangeada
Figura 8 – Planta-baixa da Casa de Máquinas
4.7 - Canal de fuga
Construído em concreto armado, com previsão para a instalação de uma soleira afogada para garantir a constância do nível de
jusante (Figura 8).
4.8 - Subestação elevadora
A subestação é convencional, desabrigada, instalação externa, ao lado da casa de máquinas. O arranjo usado contém um
transformador de força montado no poste, uma chave fusível e as
estruturas de distribuição. A alimentação do lado de baixa tensão
do transformador deve ser feita com cabos isolados em eletroduto
subterrâneo. A saída do transformador deve ser com linha aérea
com cabos de alumínio. O transformador deverá possuir as seguintes características: Potência nominal de 75 kVA, tensão primária
de 220V, tensão secundária de 13,8 kV, isolado e resfriado a óleo
com circulação natural (Figura 8).
4.9 - Linha de transmissão
O projeto abrange apenas até à subestação elevadora, no entanto, sobre a transmissão, recomenda-se adotar postes em concreto, em função das queimadas periódicas que existem na região.
Esses deverão ser construídos no local, minimizando os custos de
transporte. Recomenda-se ainda a instalação de pára-raios de linha, de quilômetro em quilômetro.
As principais características das linhas serão as seguintes :
Comprimento .......................................................... 5 km
Cabos ................................... Alumínio, alma de aço, 8 AWG
Tensão nominal .................................................... 13,8 kV
Classe de isolamento ................................................ 15 kV
Corrente nominal mínima .......................................... 3,2 A
4.10 - Subestação abaixadora
Como já mencionado no item anterior, o projeto não abrange os
pontos finais de entrega de energia. Ressalta-se, porém que para
os casos em que houver geração auxiliar a Diesel, há necessidade
da colocação de uma chave de interligação reversora, com intertravamento mecânico e bloqueio com cadeado. A função dessa chave é de não permitir a colocação em operação simultânea dos sistemas hidráulicos e a diesel.
Recomenda-se uma subestação abaixadora sendo equipada
com um transformador trifásico de 75 kVA, que deverá ser do tipo
26
Figura 9 – Turbina hidráulica
INDALMA
desabrigada. Além do transformador, a subestação deverá possuir
os seguintes equipamentos: Chave fusível; pára-raios de linha; disjuntor de baixa-tensão na saída do alimentador. O disjuntor deverá
ficar abrigado numa cabine de alvenaria apropriada.
4.11 - Turbina
A turbina a ser utilizada é de reação de um tipo não convencional conforme mostrado na figura 9. Ela é fabricada pela Indalma,
uma empresa situada na região amazônica em Santarém no Estado do Pará. Esta turbina possui algumas características peculiares,
como o fato de seu rotor ter uma geometria diferente dos convencionais, podendo ser classificado como sendo um rotor do tipo centrípedo-axial. A caixa espiral possui secção triangular e não possui
sistema de regulação. Desta forma, para garantir uma qualidade
de energia dentro dos parâmetros legais, deve ser inserido um sistema de controle adquirido de outro fabricante.
A turbina, no entanto, é de fabricação muito simples e robusta,
fabricada quase artesanalmente. Essa simplicidade de fabricação
faz com que seu preço seja abaixo do mercado se comparado com
outras máquinas equivalentes. É capaz de suportar com tranqüilidade as condições de trabalho na região amazônica e apresenta
rendimentos razoáveis de acordo com artigo Tiago Filho, et all
(2006), considerando-se as alturas de quedas e vazões disponíveis
nesta região. Com certeza, podemos dizer que essa turbina foi uma
ótima opção com a vantagem de requerer um baixo investimento
inicial.
Uma outra vantagem é que a sua produção situa-se na própria
região amazônica, próximo das regiões em que há uma grande demanda.
TECNICAL ARTICLES
As principais características da turbina Indalma são as seguintes:
Tipo ......... reação, tipo mista: centrípeta-axial, eixo horizontal
3
Vazão de projeto por unidade .............................. 1,00 m /s
Altura de queda líquida ........................................... 8,58 m
Potência nominal .................................................... 56 kW
Rendimento mínimo (no ponto de operação) ................. 70 %
Rotação nominal .................................................. 534 rpm
Altitude do canal de fuga ...................................... 218,30 m
Altura de sucção ................................................... 2,50 m
4.12 - Gerador
Está previsto o uso de um gerador síncrono, com as seguintes
características:
Gerador ................................................ Síncrono, trifásico
Montagem ................................................. Eixo horizontal
Ventilação ......................... Natural em circuito aberto (IC01)
Excitação ..................................... Brushless (sem escovas)
Regulador de tensão ......................... Eletrônico, ultra rápido
Potência ............................................................... 80 kVA
Tensão nominal ................................................ 220/127 V
Conexão .............................................................. estrela
Fator de potência nominal ................................. 0,8 indutivo
Freqüência ............................................................. 60 Hz
Grau de proteção ..................................................... IP 23
Isolamento ......................................................... Classe F
Rotação nominal ................................................ 1800 rpm
Rotação de disparo ............................................ 4.140 rpm
5 – Custos da Central
O custo total da obra civil foi calculado tomando por base as tomadas de preços junto às empreiteiras consultadas para o projeto
apresentado. Admite-se uma variação de 10% nesses custos, em
função principalmente, das características da obra e das dificuldades de transporte de equipamentos e materiais até o local. O custo
da turbina, gerador e dos equipamentos eletromecânicos foram obtidos com os fabricantes.
É necessário um estudo preliminar de custos e valores para que
a central não corra o risco de ser iniciada e paralisada posteriormente, por falta de recursos. Para compor este custo considerouse a construção de todos os componentes hidráulicos necessários
para apenas um grupo gerador e uma linha de transmissão de cinco quilômetros. O valor mais baixo entre os pesquisados foi o apresentado no quadro 1 a seguir:
Quadro 1 – Custos em R$ / kW*
Obra Civil
+
Linha
transmissão
Discriminação
dos custos
R$
34 3 .1 00,00
Custo por potência instalada (55 kW)
Equipamentos
eletromecânicos
Custo Total
R$
6 1 .20 0,00
R$
40 4 .3 00,00
6 – Conclusão
Analisando os números encontrados, notamos que o capital investido no Projeto MCH Canaã para a construção e início de geração de energia está um pouco acima da média do mercado (cerca
de 5.500,00 R$/kW). Porém, deve-se levar em conta as condições
singulares do projeto da Microcentral Canaã e a sua localização em
plena região amazônica. O próprio arranjo proposto da obra, a
construção de um canal de 430 m em terreno rochoso, transporte
de pessoal, matéria prima e equipamentos necessários à construção vem contribuir para que os valores finais sejam encarecidos elevando o custo por quilowatt instalado.
Porém é importante ressaltar que a viabilidade do projeto não
tem a necessidade de remunerar e nem de retornar os investimentos de capital ocorridos. O retorno do capital investido é na verdade
o desenvolvimento sócio-econômico que implica a eletrificação de
uma comunidade isolada. O incentivo que é injetado na população
local para fixar raízes no campo, com o conforto que os centros urbanos oferecem. A receita gerada pela microcentral Canaã tem apenas a necessidade de manter a manutenção e operação da usina como também o desenvolvimento da melhoria dos processos produtivos da comunidade, desta forma mantendo a sustentabilidade do
projeto.
7 – Bibliografia
DECRETO Nº. 4.873, DE 11 DE NOVEMBRO DE 2003.
Institui o Programa Nacional de Universalização do Acesso e Uso da
Energia Elétrica - "LUZ PARA TODOS" e dá outras providências.
DNAEE – Eletrobrás – Manual de Microcentral Hidrelétrica
– Ed. Eletrobrás, 1985
http://www.cbcme.org.br – site internet do Conselho
Mundial de Energia, Comitê Brasileiro
LEI Nº. 10.438, DE 26 DE ABRIL DE 2002. Dispõe sobre a
expansão da oferta de energia elétrica emergencial, recomposição
tarifária extraordinária, cria o Programa de Incentivo às Fontes
Alternativas de Energia Elétrica (Proinfa), a Conta de Desenvolvimento Energético (CDE), dispõe sobre a universalização do serviço
público de energia elétrica, dá nova redação às Leis n o 9.427, de
26 de dezembro de 1996, n o 9.648, de 27 de maio de 1998, n o
3.890-A, de 25 de abril de 1961, n o 5.655, de 20 de maio de 1971,
n o 5.899, de 5 de julho de 1973, n o 9.991, de 24 de julho de 2000,
e dá outras providências.
Tiago Filho, G. L. Nogueira, F. J. H. Marcucci, F. R. “A Micro-turbina hidráulica Indalma: análise de suas características operacionais. Artigo do V Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias
Centrais Hidrelétricas em Florianópolis – SC / abril de 2006.
SOUZA, Z. de. SANTOS, A. H. M. BORTONI, E. C. – Centrais Hidrelétricas – Estudos para Implantação. Rio de Janeiro –
ELETROBRÁS – 1999.
7. 350 ,91
R$/kW
*valores de janeiro de 2005
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27
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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
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O artigo em PORTUGUÊS deverá seguir a seguinte seqüência: 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 Palavras-chave); 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 seqüência: TÍTULO em
espanhol; RESUMEN (seguido de Palabra llave), TÍTULO do artigo em português,
RESUMO
INTRODUCCTIÓN
em
português
(incluindo
(seguido
revisão
de
de
palavras-chave);
literatura);
2.
1.
MATERIALES
YMETODOS; 3. RESULTADOS YDISCUSIÓNES; 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 seqüência corrente de frases e
conter, no máximo, 250 palavras.
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autor (es) deverão entrar no site www.cerpch.unifei.edu.br/Submeterartigo.
Serão aceitos artigos em português, inglês e espanhol. No caso das línguas estrangeiras, será necessária a declaração de revisão lingüística de um
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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
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and tables, below with full stop.
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English; ABSTRACT in English (followed by keywords); 1.INTRODUÇÃO (including references); 2. MATERIAL E METODOS; 3. RESULTADOS E
DISCUSSAO; 4. CONCLUSAO (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.
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TÍTULO in Spanish; RESUMEN (following by Palabra-llave), 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.
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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
28
AGENDA
XII Encontro Regional Ibero-americano do CIGRÉ
De: 20 a 24 de Maio de 2007
Local: Foz do Iguaçu – PR
Mais Informações: http://www.itaipu.gov.br/xiieriac
4o. Congresso sobre Eficiência e Cogeração de Energia
Dias 22 e 23 de maio de 2007
Local: São Paulo – SP
Maiores informações: [email protected]
XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens promovido pelo Comitê Brasileiro de Barragens
De: 27 a 31 de Maio de 2007
Local: Belém – PA
Mais Informações: http://www.cbdb.org.br/xxviisngb
Ethanol Summit 2007
De: 04 a 05 de Junho de 2007
Local São Paulo, SP
Mais Informações: www.ethanolsummit.com
8o. Encontro de Negócios de Energia.
De 19 a 21 de junho de 2007
Local: São Paulo – SP
Maiores informações: [email protected]
8º Encontro Anual Energy Summit 2007
De: 23 a 25 de Julho de 2007
Local: Rio de Janeiro, RJ
Mais Informações: www.ibcbrasil.com.br
III Conferência de PCH Mercado & Meio Ambiente
De 09 a 11 de outubro de 2007
Local: São Paulo – SP
Maiores informações: [email protected]
24th Symposium on Hydraulic Machinery and Systems
De 27 a 31 de Outubro de 2008
Local: Foz do Iguaçu – PR
Maiores informações: www.iahrmachinery2008.com
APOIO:
REALIZAÇÃO:
2º CURSO de 23 a 27 / 04 / 2007
29
CURTAS
Por Camila Rocha Galhardo
DELEGAÇÃO DO CANADÁ
No contexto da visita ao Brasil de uma delegação de representantes do Governo de Quebec e de representantes de
empresas que atuam nas áreas aeroespacial, de energia, mineração, e equipamentos para limpeza do solo, o Consulado
Geral do Canadá, no Rio de Janeiro, organizou um café da manhã na residência do Cônsul Geral, Senhor Jean-Yves Dionne, no dia 4 de Dezembro de 2006. Representantes de organizações Brasileiras que atuam nas mesmas áreas foram convidados para que uma rede de negócios pudesse ser formada
e futuramente prosperar.
Professor Tiago foi convidado a participar deste evento
para conhecer os representantes da Ville de Varennes (empresa baseada na cidade de Montreal), do INRS (Instituto Nacional de Pesquisa Científica) e com o representante da empresa Fugesco.
CONTRA MÃO DO DESENVOLVIMENTO
Historicamente as PCHs tem um importante papel na eletrificação do Brasil durante a década de 50/60 eram a principal opção para a geração no país, com a criação das distribuidoras de energia estaduais e a crescente demanda que exigiu geração em grande escala as PCHs entraram em declínio.
No final dos anos 90, em função da crescente valorização do meio ambiente, neste contexto o Governo Federal voltou a incentivar
as PCHs que retomaram as atividades principalmente com o racionamento de energia e a criação do Proinfa.
Hoje surge no Brasil um movimento crescente contra as PCHs,
que critica o chamado atravessador e a existência de aproximadamente 1.500 MW de projetos, sem inicio de obras. Especialistas afirmam que o principal obstáculo é a falta do contrato de venda de
energia e sugerem a criação de um leilão especifico para PCHs´,
que encontra-se em fase de analise pelo governo federal.
PRIORIDADE A FONTES POLUNTES
Na contramão do alerta feito pelas Nações Unidas sobre as conseqüências do aquecimento global no século XXI, o Brasil dará prioridade à geração de energia "suja" para atender a demanda da economia na próxima década. Mais de 70% da eletricidade produzida
pelos 205 empreendimentos cadastrados nos leilões de energia nova de maio provém de fontes poluentes e não-renováveis - como
carvão mineral, óleo combustível e gás natural
De toda a energia a ser oferecida nos leilões de maio, 72,5%
têm fontes sujas, que somam 18.523 MW. Desses, quase 15 mil
MW virão justamente das fontes mais poluentes - óleo combustível, diesel, carvão mineral, coque e gasolina. Os outros 3,5 mil MW,
aproximadamente, provêm de gás natural, a menos suja das fontes a hidrocarbonetos. Cinco usinas térmicas, que totalizam 2.161
MW, são do tipo bicombustível, podendo operar a gás natural ou a
óleo combustível.
Da esquerda para a direita - 1- Sr. Marc Archambault - Diretor Geral de Desenvolvimento Econômico da Ville de Varennes; 2- Sra. Marie-Josée Gingras - Cônsul e Chefe do Programa Comercial do Consulado Geral do Canadá no Rio de Janeiro; 3- Sr. Jean-Yves Dionne - Cônsul Geral do Canadá no Rio de
Janeiro; 4- Jean Benoît - Físico do Instituto Nacional de Pesquisa Científica da província do Québec (INRS); 5- Prof. Dr. Geraldo Lúcio Tiago Filho Secretário Executivo do CERPCH.
EMPRESA DE ENERGIA LIMPA
O presidente Luiz Inácio Lula da Silva prepara modificações para transformar a Eletrobrás em uma "empresa de energia limpa". A
Idéia é transformar a Eletrobrás em uma Holding que atuará no
mercado internacional.
O presidente avalia que há espaço no planeta para uma empresa de "energia limpa" com base no Brasil, país que teria condição
de ser um grande fornecedor mundial de energia.
LEILÃO DE ENERGIA ALTERNATIVA
Esta prevista para o dia 24 de maio a realização de um leilão exclusivo de energia alternativa e segundo Mauricio Tolmasquim, presidente da Empresa de Pesquisa Energética, está será a última alternativa para as Pequenas Centrais Hidrelétricas com outorga, e
descontratadas de fecharem negócio.
Tolmasquim afirma que após a licitação, as PCHs que estiverem
descontratadas poderão perder as outorgas. Segundo ele, encontram-se descontratadas atualmente cerca de 1,5 mil MW destas usinas. O leilão foi a alternativa encontrada pelo governo para permitir que os empreendedores com outorgas obtidas a partir de 2004
possam contratar energia, destacou o executivo.
Tolmasquim revelou que, após o leilão, as outorgas das usinas
descontratadas poderão ser cassadas pela Agência Nacional de
Energia Elétrica, que avaliará qual destino esses empreendimentos
terão. Uma das possibilidades em estudo na Aneel é a de colocar essas outorgas em licitação novamente, informou.
INSTRUMENTAÇÃO PARA SISTEMAS ENERGÉTICOS E INDUSTRIAIS
Os professores Zulcy de Souza e Edson Bortoni da Universidade Federal de Itajubá , lançaram em janeiro de 2007 o Livro
“INSTRUMENTAÇÃO PARA SISTEMAS ENERGÉTICOS E INDUSTRIAIS”.
A publicação apresenta uma ampla pesquisa sobre sistemas de medição para plantas industriais e sistemas energéticos.
Maiores informações: [email protected] ou [email protected]
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SHORTS
Translation Adriana Candal
CANADÁ DELEGATION
In the context of the visit to Brazil of a delegation of representatives of the Government of Quebec and of companies active in the energy, mining, aerospace and land clearing
equipment, the Canadian Consulate General in Rio de Janeiro organized a networking breakfast at Consul General JeanYves Dionne's residence on December 4, 2006. Representatives of Brazilian organizations were identified and invited for
every member of the delegation in order to foster valueadded business links.
Professor Tiago was invited to participate in this event in
order to meet with the representative of Ville de Varennes
(which is a city in Montreal), of the INRS (Instituto Nacional
de Pesquisa Scientifica) and with the company Fugesco.
From left to right - 1- Sr. Marc Archambault - Director of
Economic Development of Ville de Varennes; 2- Mrs. MarieJosé Gingras - Consul e Chief of the Comercial Program of the
Canadian Consulate in Rio de Janeiro; 3- Mr. Jean-Yves Dionne
- General Consul of Canada in Rio de Janeiro; 4- Jean Benoît Fisic of the National Institute of Research of Quebec (INRS);
5- Prof. Dr. Geraldo Lúcio Tiago Filho Executive Secretary of
CERPCH.
CLEAN ENERGY COMPANY
President Luiz Inácio Lula da Silva is preparing modifications to
transform Eletrobrás into a "clean energy company". The idea is to
transform Eletrobrás into a Holding that will act in the international
market.
The president assess that there is room in the planet for a “clean energy” company based in Brazil, a country that would be able
to supply a great deal of energy to the world.
may obstacle is the lack of the contract for energy sale and they
suggest the creation of a specific auction for SHPs, which is still being analyzed by the federal government.
PRIORITY TO POLLUTING SOURCES
Going on the opposite direction of the warning made by the United Nations regarding the consequences of the global warming in
the 21st Century, Brazil will prioritize the generation of 'dirty
energy' to meet the demand of the economy in the next decade.
Over 70% of the electricity produced by the 205 enterprises registered in the new energy auctions that will take place in May, come
from polluting and non-renewable sources such as coal, fuel oil,
and natural gas.
From all the energy offered in May's auctions, 72.5% come
from 'dirty sources', which altogether represent 18,523 MW. Out of
these, nearly 15 thousand MW will come from the most polluting
sources – fuel oil, diesel, coal, coque and gasoline. The other 3.5
thousand MW, approximately, come from natural gas, the least
'dirty' source as far as hydrocarbons are concerned. Five thermal
power plants, which totalize 2,161 MW, can operate with biofuels,
natural gas or fuel oil.
AUCTION OF ALTRNATIVE ENERGY
An auction exclusively of alternative energy is set to take place
on May 24th, and according to Mr. Mauricio Tolmasquim, president
of the Energy Research Company, this will be the last alternative
for the Small Hydropower Plants with authorization but without contracts to close some deals.
Mr. Tolmasquim says that after the tender the SHPs that do not
have contracts may lose their authorizations. According to him there is about 1.5 thousand MW produced by these plants without contracts. The auction was an alternative the government found to allow the entrepreneurs with authorizations attained after 2004 to
sell their energy, he said.
Mr. Tolmasquim revealed that after the auction, the authorization of the plants that do not have contracts may be revoked by
ANEEL (National Agency for Electric Power), which will assess what
will happen to these enterprises. One of the possibilities that Aneel
is studying is to tender this authorizations again, he informed.
CONTRARIWISE TO DEVELOPMENT
Historically, SHPs play an important role in Brazil's electrification during the 50s and the 60s. They were the principal option regarding energy generation in the country. The creation of state
energy distributors and the growing demand required large-scale
generation and the SHP were set aside.
In the late 90s, because of the growing valorization of the environment, the Federal government decided to encourage the use of
SHPs, which came back to life mainly because of the energy rationing and the creation of PROINFA (a program that encourages power production out of alternative sources of energy).
Today, there is a movement in Brazil against the SHPs, which criticizes the trader and the existence of approximately 1.500 MW of
projects whose works have not started yet. Experts say that the
INSTRUMENTAÇÃO PARA SISTEMAS ENERGÉTICOS E INDUSTRIAIS
In January 2007, Professors Zulcy de Souza and Edson Bortoni, with the Federal University of Itajubá, released the book “INSTRUMENTAÇÃO PARA
SISTEMAS ENERGÉTICOS E INDUSTRIAIS” (instrumentation for energy and industrial systems).
The publication presents a wide research on measuring systems for industrial facilities and energy systems.
More information: [email protected] or [email protected]
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FUTURO ENERGÉTICO
Levantamento de estudos de inventário aprovados
em 2006 revela potencial hidrelétrico de 6 mil megawatts
Dúvidas
Estou adquirindo uma propriedade que
possui uma queda d'água, na qual, anos
atrás, existia uma microcentral hidrelétrica, que foi desativada após a chegada de
eletricidade no local. Como pretendo montar uma pousada, gostaria, se possível e
viável, de reativar a central, para uso caso
falte luz da concessionária. Em contato
com o globo rural eles me passaram o endereço de vocês para me ajudarem. Gostaria
de saber se vale a pena, qual o custo, se vocês têm alguma literatura sobre o assunto e
de que forma poderiam me ajudar. Agradeço desde já.
Diógenes Fonseca
Rio de Janeiro, RJ
A Aneel aprovou no ano passado 27 estudos de inventário que identificaram 124 pequenas centrais hidrelétricas (PCHs) e 15 usinas hidrelétricas (UHEs) com potencial de
produção de energia equivalente a 6.075 megawatts (MW). Os estudos de inventário hidrelétrico representam a primeira etapa do processo de reconhecimento da capacidade
de geração de energia ainda não explorada de rios e bacias no país. Eles servem como
subsídio ao processo de outorga de futuros empreendimentos hidrelétricos necessários ao aumento da oferta de energia e, para serem desenvolvidos, necessitam da
anuência da Agência.
O balanço da Aneel de 2006 também aponta a conclusão de estudo de viabilidade
da usina hidrelétrica Baixo Iguaçu com capacidade instalada de 350,20 MW. Os estudos
de viabilidade de usinas hidrelétricas são a fase seguinte aos estudos de inventários.
São submetidos à aprovação da Agência para futuros processos de licitação para concessões desses empreendimentos e incluem a obtenção da Licença Prévia junto ao órgão ambiental e da Reserva de Disponibilidade Hídrica emitida pelo órgão de recursos
hídricos. A licença depende da apresentação do Estudo de Impacto Ambiental e do Relatório de Impacto Ambiental (EIA/Rima).
No ano passado, foram aprovados ainda 48 projetos básicos que somam 891 MW
de potência instalada, dos quais 46 PCHs (total de 690 MW) e dois relativos a UHEs, correspondentes a 201 MW. O Projeto Básico da usina, última fase desse processo, é elaborado pelo empreendedor que detém a concessão e submetido à aprovação da Aneel.
No caso de PCHs, o processo é mais simplificado, pois não há a necessidade de elaboração do estudo de viabilidade.
Maior potencial
Prezado Diógenes
A primeira questão é descobrir se existe
potencial aproveitável, que é função não só
da altura de queda d'água, mas também da
quantidade de água. Se no local já existia
uma central, é sinal de que esse potencial
existe. O custo para construção de uma microcentral situa-se entre 4 e 5 mil reais por
quilowatt instalado, custo esse que varia
em função das características do local. As
obras civis, incluindo barragem, canais, casa de máquinas, entre outras, correspondem a uma parcela entre 40% e 50% desse
custo. Se a central que foi desativada estiver com as estruturas civis em bom estado
o custo para recolocação em funcionamento fica, portanto, sensivelmente reduzido.
Cabe lembrar que para que o investimento
se justifique é necessário utilizar a energia
produzida pela microcentral. A utilização
apenas quando falta a energia da concessionária, como você sugere, implicará em
um tempo muito grande para retorno do investimento. Seria interessante utilizar a
energia da microcentral todos os dias.
O Cerpch participou da elaboração de
uma fita de vídeo e um livro que mostra,
em detalhes, todos os passos para implantação de uma microcentral.
Esse material pode ser adquirido pelo:
http:// www.cerpch.unifei.edu.br
Envie sua dúvida para:
[email protected]
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O potencial identificado em estudos de inventário em 2006 é o maior desde 2002,
ano de levantamento recorde. Naquele ano, foram homologados estudos de inventário
que somaram potencial de 11.165,7 MW. De 1998 a 2006, a Aneel aprovou cerca de
400 estudos de inventário hidrelétrico realizados por empresas e por instituições públicas e privadas nas principais bacias hidrográficas brasileiras. Esses estudos levantaram o potencial de produção de energia elétrica de aproximadamente 50.670,9 MW, o
equivalente a 58% da atual capacidade instalada do país, de 96.302 MW. Veja no gráfico abaixo a evolução dos inventários:
Atualmente, estão em fase de análise pela Agência inventários realizados nos rios
Ji-Paraná (RO), com potencial de 350 MW; Chapecó e Chapecozinho (SC/RS), com 260
MW, além de diversos inventários em rios de menor porte. Entre os estudos em elaboração, estão os dos rios Trombetas (PA), Aripuanã (MT/AM), Juruena (MT/AM), Sucunduri (AM), Jari (PA/AP), Branco (RR) e Xingu (MT/PA).
Fonte: Aneel
ENERGETIC FUTURE
Report on inventory studies approved in 2006 reveals a
hydroelectric potential of 6 thousand Megawatts
Last year, ANEEL (National Agency for Electric Power) approved 27 inventory studies that identified 124 small hydropower plants (SHPs) and 15 large hydroelectric plants
(LHPs) with an energy production potential of 6,075 Megawatts (MW). Inventory studies are the first step towards the recognition of the energy generation capacity that has
not been used from rivers and basins in the country. They work as a basis for the granting process of future hydroelectric projects that are necessary to increase the offer of
energy and they need to be authorized by the agency to be carried out.
2006 annual balance also shows the conclusion of the feasibility study of the Baixo
Iguaçu hydroelectric plant with an installed capacity of 350.20 MW. The feasibility studies of hydroelectric plants are the second stage for the implementation of a hydropower project. They follow the inventory studies. They are submitted to the agency's approval for future tender processes regarding the concessions of these enterprises and
they include the attainment of the Preliminary License, granted by the environmental licensing organ, and the Water Availability Reserve, issued by the water resources organ. The license depends on the presentation of the Environmental Impact Assessment
and on the Environmental Impact Report (EIA/Rima).
Last year, 48 basic projects were approved totalizing 891 MW of installed power.
Forty-six of them are SHP (690 MW) and two are large plants, corresponding to 201
MW. The Basic Project of the plant, the last stage of this process, is elaborated by the entrepreneur or concessionaire that has the concession and then submitted to Aneel's approval. As far as SHPs are concerned, the process is more simplified, give that there is
no need to carry out a feasibility study.
Higher potential
The potential identified from the 2006 inventory studies is the highest since 2002,
which had been the highest until then. At that year, inventory studies totalizing a potential of 11,165.7 MW were homologated. From 1998 to 2006 Aneel approved about
400 hydropower inventory studies carried out by public and private companies and institutions on the main basins of the country. These studies reported a potential production of electric power ranging about 50,670.9 MW, which is 58% of today's installed capacity of the country, which is 96,302 MW. The chart below shows the evolution of the inventoies.
Hydraulic Inventoies Study Homologated Between 1998 - 2006
Today, the agency is analyzing inventories carried out in the River Ji-Paraná (Rondônia) with a potential of 350 MW; Chapecó and Chapecozinho (Santa Catarina/Rio
Grande do Sul) with 260 MW, in addition to several inventories carried out on smaller rivers. Among the studies that are being elaborated it is possible to mention the studies
of the Rivers Trombetas (Pará), Aripuanã (Mato Grosso/Amazônas), Juruena (Mato
Grosso/Amazônas), Sucunduri (Amazônas), Jari (Pará/Amapá), Branco (Roraima) and
Xingu (Mato Grosso/Pará).
Source: Aneel
Doubt’s
I am purchasing a property that has a
waterfall, where years ago there was a micro-hydropower plant that was decommissioned after the electricity reached the
place. As I intend to build an inn there, if it
is feasible and possible I would like to refurbish and operate the plant in order to use it
when the concessionaire fails to provide
power. I contacted Globo Rural (a famous
TV program) and they gave me your address, so that you can help me. I would like
to know whether my idea is worth it, the
cost, whether you have any literature on
the subject and how you could help me.
Yours faithfully,
Diógenes Fonseca
Ro de Janeiro, RJ
Dear Diógenes
The first thing is to find out whether
there is useful potential there. The height
of the waterfall must be analyzed as well as
the quantity of water. If there was a plant at
the place, it is a sign that this potential exists. The cost for the construction of a micro-hydropower plant ranges between R$4
and R$5 thousand per installed kilowatt.
This cost varies according to the characteristics of the place. The civil works, including
the dam, channels, the powerhouse and
others correspond to 40% to 50% of this
cost. If the plant that was decommissioned
still has good civil structures, the cost to
start running it again will be significantly reduced. It is important to remember that for
the investment to be justified it is necessary to use the power produced by the
plant. The use of the power only when the
concessionaire fails to provide it, as you
suggested, implies a long investment return rate. It would be much more interesting to use the energy from the plant every
day.
CERPCH (National Center of Reference
for Small Hydropower Plants) participated
in the elaboration of a video and a book that
shows, in details, all the necessary steps
for the implementation of a micro
hydropower plant.
This material can be acquired at
www.cerpch.unifei.edu.br
Send your doubt to us:
[email protected]
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Chamada de Artigos
A III Conferência de PCH Mercado & Meio Ambiente é o maior evento técnico - científico, responsável pela discussão dos principais aspectos referentes à Pequenas Centrais Hidrelétricas. Desde aspectos legais e institucionais, tecnologias aplicáveis, meio ambiente e análises
econômicas.
O evento reunirá os principais profissionais do setor, e representantes do governo, ONGs e
setor privado.
Pesquisadores, estudantes e profissionais interessados em Pequenas Centrais Hidrelétricas; analises financeiras, legislação, aspectos técnicos e aspectos ambientais poderão submeter trabalhos técnicos ou relatos de experiências para a III Conferência de PCH Mercado
& Meio Ambiente, segundo as instruções e diretrizes disponibilizadas no site:
www.metodoeventos.com.br/iiipch
Contamos com a sua presença na III Conferência de PCH Mercado & Meio Ambiente.
Participe, divulgue e envie seu trabalho.
Maiores Informações:
[email protected]
(35) 3629-1443
COORDENAÇÃO
III Conferência de PCH Mercado e Meio Ambiente
Todos os direitos reservados - 2007
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ORGANIZAÇÃO
Experiência a serviço de todos
CERPCH, líder na divulgação de novas tecnologias para geração de Pequenas Centrais Hidrelétricas, atua no setor elétrico
há mais de 8 anos.
Realiza serviços como análise de potenciais hidrológicos, estudos de inventário, repotenciação de PCHs, operação e manutenção, além de intermediação de negócios, projetos de
carbono, cursos, treinamentos e eventos.
www.cerpch.unifei.edu.br
www.cerpch.unifei.edu.br
CERPCH – Encontrando soluções para PCHs
e desenvolvimento sustentável.
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