Energia maré-motriz no Maranhão: Uma análise Crítica

Pedro Bezerra Neto, Osvaldo R. Saavedra, Luiz A. Ribeiro Marcio Vaz dos Santos

Instituto de Energia Elétrica Labohidro UFMA UFMA

1. INTRODUCAO

Os grandes desafios associados ao setor energético mundial tais como a crescente demanda de energia e limitações relacionadas ao uso de recursos fósseis, têm proporcionado um aumento significativo no desenvolvimento e utilização de fontes renováveis de energia (Bezerra, Saavedra, Camelo e Ribeiro, 2010). Especificamente no contexto da energia eletromaremotriz, o uso de pequenos aproveitamentos pode ser uma alternativa bastante atrativa. Como exemplo, dezenas de pequenas usinas encontram-se em operação na China, a maior delas com uma potência instalada de 304 kW (Charlier, 2009).

O surgimento de novas tecnologias para a exploração de baixas quedas tem contribuído para tornar comercialmente viável este tipo de exploração. Atualmente, o custo da energia produzida em uma usina eletromaremotriz de pequeno porte se equipara, por exemplo, ao de geração em uma pequena central hidrelétrica (PCH).

De acordo com estudos preliminares encomendados pela ELETROBRÁS na década

de 80 (Sondotécnica, 1981), o Brasil apresenta um potencial eletromaremotriz bastante significativo, principalmente na costa do Maranhão, Pará e Amapá. Esse potencial energético é da ordem de 72 TWh, o equivalente a 16,8% do consumo nacional do Brasil em 2008, de acordo com dados do Balanço Energético Nacional (EPE, 2009).

Apenas na baía de Turiaçu no Maranhão, a potência extraível é da ordem de 3.402

MW (Sondotécnica, 1981), ou seja, aproximadamente 40% da potência instalada da UHE de Tucuruí. Entretanto, apesar desse enorme potencial energético, a exploração de toda essa energia enfrenta, na conjuntura atual, obstáculos ambientais, logísticos e econômicos sérios.

Este trabalho trata do levantamento de potencial marémotriz da baia de Turiaçu, no

Maranhão e discute a viabilidade tanto técnica, econômica como ambiental da sua exploração.

2. TURIAÇU E O LITORAL MARANHENSE Na Fig. 1 ilustra-se a posição geográfica de Turiaçu no Maranhão, a 195 km da

capital São Luís, na região da Amazônia Legal. Este município tem aproximadamente 32.491 habitantes e está dentro da Área de Proteção Ambiental (APA) das reentrâncias Maranhenses, criada em junho de 1991, que abrange todo o litoral ocidental do Maranhão, desde a Baía de São Marcos até o rio Gurupi. Esta área possui reentrâncias e muitos estuários cobertos de manguezais que são importantes berçários para milhares de espécies de peixes, crustáceos, moluscos e pássaros. O clima é chuvoso de dezembro a agosto. Sua precipitação média anual é de 2.000 mm. (Oliveira, Leite Neto, Costa Júnior, Camelo, Saavedra, Santos, 2009). As principais atividades econômicas são a pesca, a agricultura de subsistência, a caça e o garimpo. Os manguezais são explorados também com a retirada de madeira para construção de casas, barcos e produção de

carvãinace

mar. se um

2.1 L

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ão. Há poessíveis.

Fig. 1 - T Na Fig. 2

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Fig. 2 - Reg

LITORAL

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Turiaçu duraltura do cai

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aranhense d

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Wikipédia).

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Fig. 3 - Lo A Fig. 4

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Fig. 4 Na Fig.

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a 3 incluindnhense. Nota.

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ral maranhen

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nte: (NEA).

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Fi

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umento.

g. 5 - Litoral

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simula umnovação de apreciar os

o d´água do as marés debilhões de rções, entre

l ocidental m

resentação dangue como

Litoral maran

s figuras 5nguezal combarragens daliação prel

ma barragemmaré para

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e sizígia, o m³. O pote

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de como seo sendo águ

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5 e 6, pomo se fossede dimensõliminar.

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de renovaça uma altura

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Fonte: (NEA

al maranhen

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oncluir quee apropriadaravelmente

o toda a baíaesentados né tanto na 4,7 e 7 m, rtem de ser

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e represamas para essemaiores do

a de Turiaçna Tab. 1. Nárea de marespectivam

er renovadaste volume is adiante

angue.

mentos e tipo o que

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mente. é da é de neste

Fig. 7 - Detalhe da área de estudo da baía de Turiaçu com mangue e terra firme.

Fonte: (NEA). Tab. 1 - Volumes de renovação de maré para baía de Turiaçu

(área de estudo mostrada na Fig. 7) ÁREA

INUNDÁVEL (km2)

VOLUME (m3) na Altura Média de

4,7 m

VOLUME (m3) na Altura Máxima de

7 m MANGUE 548,09 602 899 000 1 096 180 000

CURSO D’ÁGUA 685,03 3 219 641 000 4 795 210 000 TOTAL 1 233,12 3 822 540 000 5 891 390 000

A Fig. 8 representa o curso d’água de um canal genérico em área de mangue

ilustrando várias camadas em função da altura da maré. Essas camadas são parte da dinâmica do ecossistema dos mangues e influenciam diretamente na discussão sobre a possibilidade de aproveitamento do potencial maremotriz. As águas do canal são divididas em volume residente, da cota 0 a -20 m, e de renovação, da cota -2,0 a 4,0 m. O volume residente do canal, região em azul, comporta a água que não está sujeita a renovação. Deve-se observar que o mangue já começa dentro do canal e se localiza a partir da cota 0 m (referência Datum Imbituba, SC) até 4 m. As cotas de -0,8 a 2,2 m inundam diariamente renovando seu volume de água. Da cota 2,2 a 4,0 m a inundação é quinzenal. Também ficam em exposição (sem inundação) quinzenalmente as cotas de -0,8 a -2,0 m. O lavado corresponde às cotas de 0 a -2,0 m. Uma parte do lavado, de 0 a -0,8 m, inunda diariamente; a outra, de -0,8 a -2,0 m, somente se expõe quinzenalmente. Define-se a altura média de maré, h, como a média entre as preamares de sizígia e quadratura, menos a média entre baixa-mares também de quadratura e sizígia, donde, conforme a Fig. 2.8: h = (3,1 m) - (-1,4 m) = 4,4 m.

qualqestra

3

km2 4,7 mFig. Júniopropoabaixbarra

T

Loca

TuriaçuTuriaçu Turiaçu

Para se quer localid

atégia nortea

3. RESUM

A baía d– e a maio

m de altura 1 mostram-

or, Cameloostas de baxo de cadaagens.

Tab. 2 - Dad

al

Amé

m

u 29 u 29A u 29B

Fig. 8 - Pe

fazer a sedade – e poadora de cri

MO DO INV

de Turiaçu aor quantidad

média, atin-se as áreas, Saavedra,

arragens naa linha. Na

dos da baía dFig. 9 (

Altura édia da maré (m)

ab

4,74,74,7

erfil típico da

eleção, avalssivelmentetérios e pro

VENTÁRI

apresenta a mde de energingindo até 7s avaliadas , Santos, 2s linhas 29

Tab. 1 m

e Turiaçu relFonte: Sondo

Comprimenaproximadobarragem (k

21,517,010,5

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liação e ese decidir peocedimentos

IO FEITO N

maior área ia estimada7 m de picopreliminarm009), onde

9, 29A e 29mostram-se

lativos às trêotécnica, EL

nto o da km)

Áreada baí(km²)

616494290

nguezal. Fon

stimativa doelo seu apros gerais.

NA BAÍA D

inundada poa extraível –o, conformemente em ( se aponta

9B, respectidados de m

ês propostas dLETROBRAS

a )

Potênciextraíve

(MW)

3 4022 7281 602

nte: (NEA).

o potencialoveitamento

DE TURIA

or maré no – 9.114 GWe (Sondotec(Oliveira, L

com a setivamente, fimaré relativ

de barragensS,1981).

ia el

DistanCidad

TURIA

37,5 km29,5 km20,5 km

l maremotro – segue-se

AÇU

Maranhão –Wh; com macnica , 1981Leite Neto, ta vermelhaficando a juvos a essas

s indicadas n

ncia de

AÇU

Enan

(10³

km 9 km 7 km 4

riz de e uma

– 616 aré de 1). Na Costa a três usante s três

a

nergia nual MWh)

114309209

4

pelos17 kcabecinundbarraaqueenvoTuriaambi

ficamAlém

4. LOCAL

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olveria atravaçu, com inientais.

Deve-se m submersom disso, há g

As áreas

Fig. 9 - Baía

LIZAÇÃO

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m do mais, ps por outravessar pelo númeras po

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GEOGRÁF

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ontes e aterr

onsiderar qudo a capacidda de volum

s na avaliaç

onte: (Sondoté

FICA

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km de manrros de cust

ue no períodade de rep

me represado

ção da Sond

écnica, ELETR

alternativas omprimento2). Na mesem áreas dca adequads observa-semarítima.

ngue e reentos extremo

do de preampresamento

o nos própri

dotécnica s

ROBRAS,1981

de barrageos aproximasma Figurade manguezda para dar e a inviabiliA construçtrâncias a p

os, tanto fin

mar todos eo das hipotéios manguez

ão grandes

1).

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estes manguéticas barrazais.

e compree

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que as áreas estas

cançar tradas de de

quanto

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5. IMPACTO AMBIENTAL

O ecossistema dos manguezais tem sua existência intimamente ligada ao regime de alternância de marés; isto é, períodos de submersão e períodos de exposição. O represamento d’água através de barragens compromete esta alternância com resultados nefastos para a flora e fauna de mangues. Este aspecto é extremamente crítico e deve ser avaliado na sua adequada dimensão para cada alternativa de aproveitamento. Nos três aproveitamentos em análise, a questão ambiental é dominante porque implica também em extensos aterros de manguezais para alcançar as cabeceiras das barragens sugeridas.

A construção de barramentos nos locais sugeridos, além do impacto já anunciado no parágrafo anterior, causa mudanças nos regimes de corrente marítimas que adentram os canais. As conseqüências destas mudanças afetam o volume de renovação das águas do mangue, com implicações para a sobrevivência do manguezal.

6. VIABILIDADE TÉCNICA ECONÔMICA

As potências extraíveis, na ordem de 3,402 GW, corresponde a uma potência instalada extremamente elevada para a demanda da região. Isso leva à necessidade de escoar esta potência para grandes centros de consumo, demandando a instalação de linhas de transmissão em alta tensão, que deverá atravessar a mesma área de manguezal já referida, além da distância a percorrer a partir da sede do Turiaçu até à subestação concessionária de alta tensão mais próxima.

Para aproveitamento total do potencial extraível, a represa deveria ser esvaziada

a cada seis horas o que implicaria geração intermitente, ficando a linha de transmissão inoperante durante algum período, que varia de acordo com o modo de operação (efeito simples ou duplo, por exemplo).

Por outro lado, as dimensões das barragens sugeridas a serem construídas em

área de manguezal implicam em um movimento de material extremamente alto e não disponível, nesse nível de escala, na região.

Logo, conclui-se que os potenciais energéticos, apesar de serem significativos, têm sua exploração fortemente comprometida por questões de viabilidade econômica, geográfica e ambiental.

Os fatores críticos que comprometem estes empreendimentos são:

• Tamanho do empreendimento e distância; • Dificuldade de acesso; e • Localização em áreas de manguezais.

Da análise realizada nesta seção a luz de critérios atuais de viabilidade,

envolvendo impacto ambiental, equilíbrio econômico-financeiro, acessibilidade etc. os

aprovmareda inaprováreasambichan

7

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nces de viab

7. PEQUEN

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A avaliande de cad

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s discutidossa região é de cada f

s maremotrs. Estes asaproximar ailidade.

NOS MOTRIZ N

10 vê-se uA baía é ree mostram-são o objeto

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ação bem ca caso, exigá garantia ddade de se t

analisados n

s se tornaminviável? N

fator analisrizes devempectos cona geração

APROVEIA BAÍA DE

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o – facilidadcom a demaoveitamentoelativamenteloração apen

omo o pesogindo necesde que todotornarem vi

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m localizar-ntribuem poda demand

TAMENTOE TURIAÇ

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de de acessoanda; o parcial do e reduzido; nas hidrocin

o de cada ussariamenteos os pequiáveis é mui

anteriores.

Poder-se-iai. A respost

a tendência se mais próositivamentda, melhora

OS PAU

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oveitamento

o (redução d

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ARA E

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o energético

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EXPLORA

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Fig. 8

N

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potenfacili

10 - Municíp

8. BACIAS

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Fig. 1

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o pela seta e

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e reentrânca cidade. Nm servir de

de 1 a 4

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cias – 1, 2,

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zal. Fonte: (N

as para análproximidad

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3 e 4 – em

zul, no Maran

om cinza mbém, sobrera as cabecrepresentada

NEA).

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m análises, c

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ica de rcado, as.

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s inundáveideduzido o

maré. Deuas preamar

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e volumessidente. Oservar que aixa-mares

s de renovaç volumes das marés diárias.

ção hídrica.de renovação

maranhens

. A partir do referidos

ses são do

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L

LEGENDA Sub-Sub-

Micr

Micr

A

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Fig. 12 -

-bacia média-bacia média

robacia a su

robacia adja

Atitude em ( m)

,5 < > +4,0,2 < > +3,50 < > +2,20 < > -1,00 < > -2,0

0 < > -6,00 < > -100 < > -20

Bacias esco

a de leste a de oeste

udoeste de T

acente a Tur

Terra fir0 Inunda so5 Inunda q2 Inunda e0 Expõe qu0 Permane0 Permane0 Permane0 Permane

olhidas para e

Turiaçu

riaçu

rmeomente nas prquinzenalmene expõe diariquinzenalmenentemente suentemente suentemente suentemente su

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nte nas baixaubmersoubmersoubmersoubmerso

e: (NEA).

zígia

a-mares de sizzígia

BA

uma de ba

8.1 B

por bifurextenreser

um cporémpodemang

Tab. 3 - Re

ACIA

1 Media2 Media

3 De pe

sede m De pe

4 sede msub-basudoe

A seguirdas sub-bac

acias.

BACIA 1 A bacia

linha tracejrcado. Das qnsão de mrvatório.

Fig.

A barragcomprimentm passando

e ser comproguezal pode

lação das ár

DESCRIÇ

ana a sudoesteana a sudestequeno porte

municipal queno porte

municipal (inacia medianaste)

r são apresecias referida

1 – medianjada em brquatro baci

manguezal. N

13 - Volume

gem necessáto aproximao por um trometido eme vir a ficar

reas inundávsub

ÇÃO

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adjacente àntegrante daa a

ntados resuas que, por

na localizadranco na Fas esta temNa Fig. 13

e em função d

ária para feado de 240recho de m

m termos de submersa

veis por maréb-bacias (1, 2

ÁREAINUNDÁV

TOTAL(km²)39,610,6

3,7

3,5

ultados de esimplificaç

da a sudoestFig. 12, abr

m a maior ár3 mostra-s

da cota de m

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manguezal. Ae viabilidade (dependen

é e volumes 2, 3 e 4) em e

VOLUVEL RENOL MÉ

(milhõ1

studos espeção, passarã

te da cidaderangendo orea inundáve o volum

maré na bacia

do canal é rencosta das Além destee pelo fato do da dinâ

de renovaçãestudo. UME DE V

OVAÇÃO RÉDIOões de m³) (10,68,0

0,8

1,8

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e de Turiaçuo braço esqvel, abrangeme em funç

a 1. Fonte: (N

relativamencabeceiras

fator, estede que umaâmica de e

ão hídrica p

VOLUME DRENOVAÇÃ

MÁXIMA(milhões de m

32,9 23,1

2,2

5,4

lizados paraominadas ap

u – é identifquerdo do endo uma gção da cot

NEA).

nte pequena em terra f

e aproveitama extensa áresvaziament

ara as

DE

ÃO

A

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ficada canal rande ta do

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reser

8.2 B

canalo vol

canalterra ao fadinâmaprov

8.3 B

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rvatório), ca

BACIA 2

A bacia l bifurcado lume em fun

Tab. 6.3

Fig. 14 -

Analogal é pequenafirme e a o

ato que umamica de veitamento

BACIA 3

A baciaolvendo umafunção da co

ausando o af

2 está locaadjacente anção de cad

3 - Volumes

- Volume em

mente ao ca, com um coutra em área extensa áresvaziamenem termos

a 3 correspa pequena rota do reserv

fogamento

alizada a suao porto, envda cota do re

médios repre

m função da c

caso anteriocomprimenea de mangurea de mannto do rede impacto

ponde a umeentrância pvatório.

da flora loc

udeste de Tvolta pelo treservatório.

esados em fu

cota do reserv

or, a barragnto aproximuezal. Igual

nguezal podeservatório)

o ambiental.

ma microbapróxima da

cal.

Turiaçu envracejado ma.

unção da cota

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gem necessado de 190l ao caso ane vir a ficar), também

acia adjacecidade. Na

volvendo o arrom. Na F

a de maré na

acia 2. Fonte

ária para fe m, com um

nterior, este r submersa

m pode in

ente à cidaFig. 15 mo

braço direiFig. 14 mos

a bacia 2.

e: (NEA).

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(dependennviabilizar

ade de Turostra-se o vo

ito do tra-se

deste ra em mado do da

este

riaçu, olume

aproxem teaspec(depebarraviabi

8.4 B

pequfunçã

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8.5 D

F

A barragximado de erra firme, pcto somadoendendo daagem; podemilidade econ

BACIA 4

Esta últuena reentrâão da cota d

Fig. 15 - A barrag

ximado de ceiras em triores, este aendendo daagem; podemilidade econ

DISCUSSÃ

Fig. 15 - Vol

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ima microbância, comodo reservató

- Volume em

gem necessá700 m (tam

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a dinâmica dm tornar crnômica.

ÃO

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de esvaziamrítico este ap

bacia é pro indicado ório.

m função da c

ária para fembém da o, porém pasmado ao fatode esvaziamrítico este ap

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róxima à cna Fig. 12

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echamento dordem da bssando por o que área d

mento do resproveitame

de reservatór

desta reentrdo Bacanga)guezais. Igu

manguezal pservatório);nto em term

cidade de T. Na Fig. 1

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desta reentrbarragem do

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rio na bacia 3

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ual aos casopode vir a

assim commos de imp

Turiaçu, en15 mostra-s

acia 4. Fonte

ância tem uo Bacanga)

manguezais. zal pode vir

assim commos de imp

3.

um comprimbas as cabecos anteriores

ficar submmo a dimenspacto ambien

nvolvendo se o volum

e: (NEA).

um comprim), com amb

Igual aos a ficar subm

mo a dimenspacto ambien

mento ceiras s, este mersa são da ntal e

outra me em

mento bas as casos mersa são da ntal e

Com relação às bacias estudadas deve-se aplicar a seqüência geral de procedimentos, descrita no Capítulo 3, para escolher e avaliar sítios candidatos para aproveitamento de energia maremotriz com especial atenção no que diz respeito à preservação da flora e fauna, bem como com relação à construção de barragem.

Estudos complementares também devem ser feitos para avaliação dos impactos

ambientais positivos e negativos decorrentes da construção de uma barragem. A escolha de um local para implantação de uma usina eletromaremotriz depende do mínimo de impacto ambiental negativo, menor risco de construção, da viabilidade econômica e da justificativa social. A escolha acaba condicionada à metodologia de aquisição e do processamento de dados, bem como à meticulosidade da pesquisa e da disponibilidade de fontes confiáveis.

No que se refere à preservação do manguezal represado pela barragem, uma

adequada operação do reservatório que permita reproduzir o ciclo normal de maré para o mangue, isto é, que o volume a ser turbinado por ciclo garanta que no final deste o mangue fique exposto, possibilita que o aproveitamento atenda adequadamente a critérios ambientais. Esta estratégia pode tornar viáveis grande quantidade de canais e reentrâncias plausíveis de exploração em pequena escala.

9. COMENTÁRIOS FINAIS E CONCLUSÕES O relatório da Sondotécnica/Eletrobrás fornece um panorama otimista do potencial

energético, sem considerar a acessibilidade dessa energia do ponto de vista econômico, logístico e de impactos ambientais. A riqueza deste relatório, além de ser o marco zero nos estudos maremotrizes no Brasil, está no fato de prover o mapa de potencialidades das marés no litoral brasileiro.

Entretanto, no contexto atual, devem ser considerados vários aspectos altamente

críticos que definirão se os potenciais identificados são realmente extraíveis. No presente relatório, esses aspectos críticos foram conjugados com o estuário piloto de Turiaçu, sem perda de generalidade, de forma a constituir um documento técnico que dê suporte a decisões futuras no que tange a exploração de maremotriz para geração de energia elétrica.

Da análise realizada a luz de critérios atuais de viabilidade, envolvendo impacto

ambiental, equilíbrio econômico financeiro, acessibilidade etc., os aproveitamentos objeto de discussão se tornam inviáveis. A questão que surge é: ao apresentar cenários semelhantes todos os demais locais são inviáveis? A resposta é necessariamente não, dependendo, para cada caso, da intensidade de cada fator crítico.

Uma tendência que se vislumbra é que aproveitamentos maremotrizes devem

localizar-se mais próximos de terra firme e de áreas habitadas. Estes aspectos contribuem positivamente para reduzir o impacto ambiental ao aproximar a geração da demanda. Esta tendência vem acompanhada com a redução da ordem dos aproveitamentos, os quais basicamente envolvem canais com volume de água a ser represado eventualmente bastante menor do que os discutidos neste documento e com dimensões de barragens bem realistas – da ordem da construída no Rio Bacanga.

Em outras palavras, aproveitamentos maremotrizes se tornam mais viáveis e

possíveis de implementar quando são de pequena escala. Esta constatação está sintonizada com uma realidade da região norte-nordeste, onde há um número grande de pequenas comunidades isoladas, sem energia, atendidas parcialmente, ou com serviço de baixa qualidade. Pode-se concluir que a energia maremotriz em pequena escala torna-se uma alternativa para mitigar os níveis de exclusão elétrica, propiciando estímulos à melhoria dos cenários sócio-econômicos dessas comunidades. Isto pode se traduzir também como empreendimento com ênfase em retorno social. Portanto, a

viabilidade econômica e ambiental assim como a melhor forma de implantar o aproveitamento deve ser objeto de estudo individualizado.

É opinião dos autores que esforços devem ser realizados no sentido de aprofundar estudos objetivando pequenos aproveitamentos maremotrizes, de forma a se ter um panorama em detalhe dos micro-estuários atualmente com viabilidade técnico-econômica, assim como daqueles que no futuro próximo podem vir a se tornar viáveis em função das demandas de mercado e desenvolvimento.

10. AGRADECIMENTOS

Este trabalho contou com os apoios da ELETROBRAS através do Convênio ECV 085/2005, do Projeto BRA 99/011/ PNUD através de C.A. 07/47-3952 e do CNPq.

11. REFERÊNCIAS

BEZERRA NETO, P.; Saavedra, Osvaldo R.; CAMELO, Nelson José; RIBEIRO, L. A. S.

(2010), Viabilidade de Pequenos Aproveitamentos para Geração de Energia Eletromaremotriz. In: XVIII Congresso Brasileiro de Automática, 2010, Bonito: UNESP, 2010. v. 1. p. 66286.

Charlier, Roger Henri. 2009. Ocean Energy. Tide and Tidal Power. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

EPE – Empresa de Pesquisa Energética. 2009. Balanço Energético Nacional 2009. Resultados

Preliminares. Rio de Janeiro. Brasil.

Leite Neto, P. B., Oliveira, D. Q., N. J. Camelo, O. R. Saavedra. 2009. Estudo do Potencial para Geração de Energia Elétrica a partir de Fonte Maremotriz. 8th Latin-American Congress: Electricity Generation and Transmission, 2009, Ubatuba. Anais do VIII CLAGTEE. Guaratinguetá : UNESP. v. 1. p. 709.

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Oliveira, D. Q., Leite Neto, P. B., Costa Júnior, A. L., Camelo, N. J., O. R. Saavedra,

Santos, M. C. F. V. (2009). Relatório do Potencial Maré-Motriz do Estuário e Memória Técnica – Estuário de Turiaçu. Projeto BRA 99/011/PNUD, Ministério de Minas e Energia – PLPT.

Sondotécnica Engenharia de Solos S.A., Eletrobrás. (1981). Aproveitamentos Maremotrizes

na Costa Maranhão – Pará – Amapá. Inventário Preliminar.