energia maré-motriz no maranhão: uma análise crítica · possibilidade de aproveitamento do...

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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

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  • 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

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    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.

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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,

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  • BA

    uma de ba

    8.1 B

    por bifurextenreser

    um cporémpodemang

    Tab. 3 - Re

    ACIA

    1 Media2 Media3 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

    e de Turiaçue de turiaçuadjacente à

    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

    echamento d0 m, com e

    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

    ecíficos realo a ser deno

    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

    m³)

    a cada penas

    ficada canal rande ta do

    , com firme, mento rea de to do

  • reser

    8.2 B

    canalo vol

    canalterra ao fadinâmaprov

    8.3 B

    envoem fu

    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

    vatório da ba

    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).

    fechamento ma cabeceire aspecto so

    (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

    aproxcabecanter(depebarraviabi

    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

    gem necessá800 m (da porém passo ao fato a dinâmica dm tornar crnômica.

    ima microbância, comodo reservató

    - Volume em

    gem necessá700 m (tam

    terra firme,aspecto som

    a dinâmica dm tornar crnômica.

    ÃO

    lume em funç

    ária para feordem da bando por árque uma

    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

    ção da cota d

    echamento dbarragem drea de mangárea de m

    mento do resproveitame

    róxima à cna Fig. 12

    cota do reserv

    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

    vatório da ba

    desta reentrbarragem do

    área de mde manguezservatório);nto em term

    rio na bacia 3

    ância tem u), com amb

    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.

    MJ2 Technologies. 2010. www.vlh-turbine.com.

    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.