energia hidraulica

FONTES RENOVÁVEISFONTES RENOVÁVEIS

ENERGIAENERGIA EE MEIOMEIO AMBIENTEAMBIENTE

FONTES RENOVÁVEISFONTES RENOVÁVEISENERGIA HIDRÁULICAENERGIA HIDRÁULICA

RECURSOS HÍDRICOSRECURSOS HÍDRICOS

A água é o recurso natural mais abundante na Terra: com um volume estimado de 1,36 bilhão de quilômetros cúbicos (km3) recobre 2/3 da superfície do planeta sob a forma de oceanos, superfície do planeta sob a forma de oceanos, calotas polares, rios e lagos. Além disso, pode

ser encontrada em aqüíferos subterrâneos, como o Guarani, no Sudeste brasileiro.

A água também é uma das poucas fontes paraprodução de energia que não contribui para oaquecimento global.

VANTAGENSVANTAGENS

E é renovável:

Pelos efeitos da energia solar e da força dagravidade, o líquido transforma-se em vapor quese condensa em nuvens, que retornam àsuperfície terrestre sob a forma de chuva.

ENERGIA HIDRÁULICA ENERGIA HIDRÁULICA INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

A energia hidráulica resulta dairradiação solar e da energiapotencial gravitacional, queprovocam a evaporação,condensação e precipitação da águasobre a superfície terrestre.

DISPONIBILIDADE DE RECURSOS HIDRÁULICOSDISPONIBILIDADE DE RECURSOS HIDRÁULICOS

A estimativa da quantidade de energia hidráulicadisponível no mundo poder ser feita pela simplesaplicação da fórmula de cálculo da energiapotencial (EP):potencial (EP):

EP = M (massa) x g (aceleração da gravidade) x h (altura)

A precipitação média anual na Terra é da ordem de 1.017 kg e a altura média

da superfície terrestre (em relação ao nível do mar) é de 800 m. Portanto,

a energia hidráulica potencial é da ordem de 200 mil TWh* por ano, o que

equivale a duas vezes o consumo médio anual de energia primária no mundo

(BOYLE, 1996).

*TWh - Terawatts hora vale 10 elevado a 12 Wh

O uso da energia hidráulica foi uma das primeirasformas de substituição do trabalho animal pelomecânico, particularmente para bombeamentode água e moagem de grãos.

ENERGIA HIDRÁULICA ENERGIA HIDRÁULICA -- HISTÓRIAHISTÓRIA

de água e moagem de grãos.

Características: disponibilidade de recursos,facilidade de aproveitamento e, principalmente,seu caráter renovável.

A força das águas foi transferida para uma sériede máquinas de movimento rotatório através deeixos, hastes, roldanas, polias, cabos eengrenagens.

Os gregos utilizaram rodas d água de eixovertical já em 85 a.C. e de eixo horizontal por

TPQ - 5� Período - Campus Toledo - UTFPR

vertical já em 85 a.C. e de eixo horizontal porvolta de 15 a.C.

A força das águas foi a única fonte de energiamecânica (além do vento) disponível até odesenvolvimento do motor a vapor no séculoXIX.

ENERGIA HIDRÁULICA ENERGIA HIDRÁULICA -- HISTÓRIAHISTÓRIA

Século XIX o aproveitamento dessa forma deenergia se tornou mais atraente do ponto devista econômico, com a invenção dos gruposvista econômico, com a invenção dos gruposturbinas-geradores de energia elétrica e apossibilidade do transporte de eletricidade agrandes distâncias, se conseguiu obter umelevado rendimento econômico desseaproveitamento.

A primeira hidrelétrica do mundo foiconstruída no final do século XIX – quando ocarvão era o principal combustível e aspesquisas sobre petróleo ainda engatinhavam– junto às quedas d’água das Cataratas do– junto às quedas d’água das Cataratas doNiágara. Até então, a energia hidráulica daregião tinha sido utilizada apenas para aprodução de energia mecânica.

O Brasil construiu a primeira hidrelétrica, nomunicípio de Diamantina, utilizando as águasdo Ribeirão do Inferno, afluente do rioJequitinhonha, com 0,5 MW (megawatt) depotência e linha de transmissão de doisquilômetros.

ENERGIA HIDRÁULICA ENERGIA HIDRÁULICA -- USINAUSINA

Uma usina hidrelétrica pode ser definida como um conjunto de obras e

equipamentos cuja finalidade é a geração de energia elétrica.de energia elétrica.

Animação

http://www.cricketdesign.com.br/abril/hidreletrica/


Uma usina hidrelétrica compõe-se das seguintespartes:

barragem;�barragem;

�sistemas de captação e adução de água;

�casa de força;

�sistema de restituição de água ao leitonatural do rio.

A Figura ilustra o potencial da energia hidráulica no mundo para geração deenergia elétrica. Os maiores potenciais estão localizados na América doNorte, antiga União Soviética, China, Índia e Brasil. O Continente Africano éo que apresenta os menores potenciais.

TECNOLOGIAS DE APROVEITAMENTOTECNOLOGIAS DE APROVEITAMENTO

O aproveitamento da energia hidráulica parageração de energia elétrica é feito por meio douso de turbinas hidráulicas, devidamenteacopladas a um gerador. Com eficiência que podechegar a 90%, as turbinas hidráulicas sãoatualmente as formas mais eficientes deconversão de energia primária em energiasecundária.

O modelo mais utilizado é o Francis, uma vez quese adapta tanto a locais com baixa queda quantoa locais de alta queda. Como trabalhatotalmente submerso, seu eixo pode serhorizontal ou vertical (RAMAGE, 1996).

Entre outros modelos de turbinas hidráulicas,destacam-se o Kaplan, adequado a locais debaixa queda (10 m a 70 m), e o Pelton, maisapropriado a locais de elevada queda (200 m a1.500 m).

Turbina Turbina PeltonPelton


Turbina FrancisTurbina Francis


Os aspectos que devem ser levados emconsideração na classificação das usinashidrelétricas (RAMAGE, 1996):i) altura efetiva da queda d’água;ii) capacidade ou potência instalada;iii) tipo de turbina empregada;iv) localização, tipo de barragem, reservatório etc.iv) localização, tipo de barragem, reservatório etc.

Fatores são interdependentes.A altura da queda determina os demais, e umacombinação entre esta e a capacidade instaladadetermina o tipo de planta e instalação.

O Centro Nacional de Referência em PequenasCentrais Hidrelétricas – CERPCH, daUniversidade Federal de Itajubá – UNIFEI,considera de baixa queda uma instalação comaltura de até 15 m; instalações com alturas


altura de até 15 m; instalações com alturassuperiores a 150 m são consideradas de altaqueda e instalações com altura entre essesdois valores são consideradas de média queda(CERPCH, 2000).

A potência instalada determina se a usina é degrande ou médio porte ou uma Pequena CentralHidrelétrica (PCH). A Agência Nacional de EnergiaElétrica (Aneel) adota três classificações:

Centrais Geradoras Hidrelétricas (com até 1 MW


Centrais Geradoras Hidrelétricas (com até 1 MWde potência instalada), Pequenas CentraisHidrelétricas (entre 1,1 MW e 30 MW de potênciainstalada) e Usina Hidrelétrica de Energia (UHE,com mais de 30 MW).

No Brasil, um exemplo típico de aproveitamentohidrelétrico de baixa queda é o da Usina Hidrelétricade Jupiá, localizada no Rio Paraná, Município de TrêsLagoas – SP. Com reservatório de 330 km2, a usinapossui 14 turbinas Kaplan, totalizando uma potênciainstalada de 1.551 MW.

Um modelo interessante e particular de barragem de médiaqueda é o da Usina Hidrelétrica de Funil, localizada no RioParaíba do Sul, Município de Itatiaia – RJ. Construída nadécada de 60, a barragem é do tipo abóbada de concreto,com dupla curvatura, única no Brasil. Com umacapacidade nominal de 216 MW, sua operação teve inícioem1969 (FURNAS, 2005).


No Brasil, de acordo com o Banco deInformações da Geração (BIG) da Aneel, emnovembro de 2008, existem em operação 227CGHs, com potência total de 120 MW; 320 PCHs(2,4 mil MW de potência instalada) e 159 UHE(2,4 mil MW de potência instalada) e 159 UHEcom uma capacidade total instalada de 74,632mil MW. Em novembro de 2008, as usinashidrelétricas, independentemente de seu porte,respondem, portanto, por 75,68% da potênciatotal instalada no país, de 102,262 mil MW.

ENERGIA HIDRÁULICA ENERGIA HIDRÁULICA -- CONSUMOCONSUMO

ENERGIA HIDRÁULICA ENERGIA HIDRÁULICA -- GERAÇÃOGERAÇÃO

O setor elétrico brasileiro possui uma matrizenergética bem mais “limpa”, com forteparticipação de fontes renováveis já que oparque instalado é concentrado em usinas

IMPACTOS SOCIOAMBIENTAISIMPACTOS SOCIOAMBIENTAIS

parque instalado é concentrado em usinashidrelétricas que não se caracterizam pelaemissão de gases causadores do efeito estufa(GEE). Mais de 70% das emissões de GEE do paísestão relacionadas ao desmatamento e àsqueimadas.

�Uma usina hidrelétrica demanda a inundaçãode uma vasta área, para a ocupação de seureservatório de água.

�O impacto causado por esta modificação noambiente consiste do alagamento de florestasinteiras.inteiras.

�O conjunto dos seres vivos e os ecossistemaspodem ser alterados. A vegetação submersadecompõe-se, dando origem a gases como ometano, que tem impacto no chamado "efeitoestufa" e causando mudança no clima.

�Outra preocupação se relaciona com opotencial aumento dos casos de problemas desaúde acarretados pela retenção de poluentesproduzidos pelas cidades grandes localizadas amontante da represa.

Também pode ocorrer uma redução no fluxo�Também pode ocorrer uma redução no fluxode sedimentos e nutrientes para as regiõeslocalizadas a jusante da represa.

Ex: após a construção da represa de Assuan no

Egito, em 1964, a pesca na região leste do

Mediterrâneo foi afetada por este motivo.

�Águas quentes estagnadas ou com baixavelocidade de movimentação também podemcausar outros problemas de saúde pública.

Dois exemplos internacionais de gravesproblemas decorrentes de empreendimentoshidrelétricos são Akossombo (Gana) e Assuan(Egito).

Além de alterações de ordem hídrica ebiológica, esses projetos provocaram o


biológica, esses projetos provocaram oaumento da prevalência da esquistossomose,que em ambos os casos ultrapassou o índicede 70% da população local e circunvizinha,entre outros transtornos de ordem cultural,econômica e social (ANDREAZZI, 1993).

�Há também os perigos de rompimento debarragens e outros acidentes correlatos, quepodem causar problemas de diversas ordens edimensões.


Um exemplo clássico é o de Macchu, na Índia,onde 2.500 pessoas pereceram, em razão dafalha de uma barragem em 1979.(ELETRONUCLEAR, 2001).

Um acidente deixou 12 mortos e 64 desaparecidos na usina hidrelétrica Sayano-Shushenskaya, na

Rússia, com capacidade instalada de 6400 MW (10 geradores de 640 MW), a sexta maior do mundo.

17 de Agosto, 2009


17 de Agosto, 2009

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