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GTMN GTMN -- Grupo TGrupo Téécnico de Manutencnico de Manutençção de Usinas Hidrão de Usinas Hidrááulicasulicas

ApresentaApresentaççãoãoAcidente Ocorrido Na Usina Acidente Ocorrido Na Usina Russa SayanoRussa Sayano--ShushenskayaShushenskaya

Eng. Marco Antonio Marques

Gerente do Depto. Eng. e Gestão da Manutenção - CESP

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DA INSTALAÇÃO

Localização:........................................................................... Rio Yenisei

Comprimento:......................................................................... 1.066 m

Altura:..................................................................................... 245 m

Data de Inauguração:............................................................. 1978

Tipo das Turbinas:.................................................................. Francis

Quantidade de Turbinas:........................................................ 10 un

Capacidade Instalada:............................................................ 6.400 MW (*)

(*) É a 6ª maior usina hidrelétrica do mundo e a maior da Rússia.

Foto 1 – Vista externa da UHE SAYANO-SHUSHENSKAYA

Foto 2 – Vista interna da casa de máquinas da UHE SAYANO-SHUSHENSKAYA

ObjetivoObjetivo

Relatar as discussões efetuadas durante a XXV Reunião Ordinária do GTMN / ABRAGE, realizada no período de 09/09 e 10/09/2009, na empresa CPFL em Campinas, que foram baseadas em informações obtidas através de diversas fontes levantadas pelas empresas associadas e tiveram como objetivo buscar medidas preventivas para evitar que catástrofes dessa natureza não ocorram com seus ativos de produção de energia elétrica de natureza hidráulica.

No decorrer desta apresentação, serão descritas algumas das informações que serviram para a elaboração de hipóteses sobre a catástrofe ocorrida.

InformaInformaçções Coletadas Nos Meios De ões Coletadas Nos Meios De ComunicaComunicaçção Existentes ão Existentes

Embora algumas das informações obtidas não apresentem traduções fiéis, face às terminologias técnicas e como a gama de informações obtidas émuito grande e controversas, apenas algumas delas serão elencadas a seguir, mesmo que aparentemente pudessem ser descartadas, mas que mereceram ser observadas:

• Em 17/08/2009, relatado que a casa de força sofreu uma onda de pressão catastrófica, conhecida como ”Golpe de Ariete”. A água inundou de imediato as quatro turbinas, causando uma explosão do transformador;

• Em 20/08/2009, relatado que uma causa possível, pode ser falha no sistema de travamento dos parafusos da tampa da turbina, sendo que essa possibilidade passa a ser a mais provável por alguns sites de fóruns de discussão, em 28/08/2009;


• Em 21/08/2009, segundo o ex-diretor do IRKUTSKENERGO, Viktor Bobrovski, o acidente poderia ter sido causado por um processo de “start up” incorreto da turbina, que resultou em uma onda de pressão hidráulica, ou o excesso de carga na turbina causado por pico no consumo de eletricidade. Segundo ele, é prática comum na região sobrecarregar as usinas hidrelétricas para atender o consumo. O sistema hidrelétrico da região está perto do colapso e como o objetivo principal de seus proprietários é obter o maior lucro possível, reduzem a manutenção, investimentos, segurança e treinamentos. Ele disse que o ex-diretor da usina, Valentin Brysgalov, havia alertado que é perigoso operar a usina na sua carga máxima, pois nesta situação, as turbinas começam a vibrar na direção axial. Ele disse que o acidente provavelmente não teria resultados catastróficos se os sistemas de segurança funcionassem e as regras de segurança fossem seguidas;


• Em 21/08/2009, um site de apoio de grupos rebeldes na Chechênia afirmou que eles foram os responsáveis pela explosão e fazia parte de uma nova “guerra econômica” que estavam declarando à Rússia. Essas alegações foram rejeitadas pelas autoridades, como “idiotas”;

• Até 25/08/2009, setenta e duas (72) pessoas foram encontradas mortas, enquanto 3 pessoas continuavam ainda desaparecidas;

• Em 28/08/2009, a causa exata do acidente ainda não foi anunciada. O relatório oficial será publicado até o final de setembro de 2009. Foi anunciado que a causa foi uma combinação de vários fatores tecnológicos e as hipóteses de um atentado terrorista ou uma falha humana estão descartadas;

• Na mídia, as turbinas com defeito e um aumento de pressão nas tubulações é especulada como possível causa;


• De acordo com Alexander Toloshinov, ex-diretor geral do projeto, o acidente foi provavelmente devido a um defeito de fabricação da turbina. Ele diz que a construção de pás de turbinas não é muito confiável e trincas ocorrem sob algumas condições de trabalho;

• Fontes não oficiais informaram que a unidade geradora 2 (dois) havia passado por manutenção cerca de dois meses antes da ocorrência e que desde o seu retorno, vinha apresentando vibrações axiais excessivas.

Sequência do AcidenteSequência do Acidente

A sequência a seguir é descrita com base no horário local e em informações coletadas na internet e em outras fontes:

a)8h15min – A usina estava operando com nove (9) de suas dez (10) turbinas, com uma geração total de 4.400 MW. Nesse momento, ocorreu uma forte explosão na Unidade Geradora dois (2), ocasionando o levantamento do seu conjunto girante juntamente com a tampa da turbina, mancais e cone de sustentação, com um peso total de cerca de novecentas (900) toneladas;

Quando do levantamento do conjunto girante, a água proveniente da montante (conduto forçado do sistema de adução) jorrou até o teto da sala de máquinas, derrubando a estrutura de cobertura sobre as unidades geradoras 1 a 3;

Sequência do Acidente Sequência do Acidente

A partir daí, foi iniciado o processo de inundação da sala de máquinas, ocasionando o desligamento das demais unidades geradoras da usina, cessando a geração de energia, face à perda dos painéis de comando, controle e proteção;

b)9h20min – Foram fechadas manualmente as comportas dos sistemas de adução das unidades geradoras (condutos forçados);

c)11h32min – foi ligado o gerador diesel de emergência do vertedouro;

d)11h50min – Iniciada a abertura das comportas do vertedouro;

e)13h07min - concluída a abertura das comportas do vertedouro, ficando normalizada a vazão de água da usina de forma a não promover o coroamento da barragem (transbordamento);

Foto 3 – Corte da UHE SAYANO-SHUSHENSKAYA com indicação do acidente

Foto 4 – Vista externa da UHE SAYANO-SHUSHENSKAYA com os vertedouros abertos após acidente

HipHipóóteses para o Acidenteteses para o Acidente

A seguir, são apresentadas diversas hipóteses que poderiam ter motivado o acidente, onde pode ter sido a principal causa ou a combinação de vários fatos e até mesmo causas aqui não relacionadas:

a) Golpe de aríete ocasionado por processo incorreto de “start up” da turbina;

b) Sobrecarga na turbina, ocasionada por pico de consumo;

c) Falha em dispositivos de controle e proteção;

d) Violação de procedimentos de segurança operacional;

e) Falha em processos de manutenção;

f) Deficiência de projeto e/ou falha de material;

g) Atentado terrorista ou sabotagem.


Com base em análise técnica, relacionada às hipóteses elencadas, uma das causas mais prováveis é a interrupção do escoamento na turbina de forma mais abrupta do que as premissas normalmente consideradas em projeto podendo causar golpes de pressão que diversos órgãos, como tampa da turbina e conduto, não estão dimensionados, levando-os à falha.

Dentre as possibilidades para estes golpes anormais, pode-se citar o vazamento de óleo por ruptura de elementos no lado de fechamento dos servomotores, ruptura de links de palhetas, ressonâncias hidráulicas e travamentos do conjunto girante por rupturas no rotor da turbina.


Outra hipótese bastante provável, pode estar relacionada a vibrações anormais no conjunto girante, sejam causadas por ressonâncias ou vibrações forçadas, levando a rupturas de componentes que podem favorecer o travamento abrupto do conjunto girante com posteriores sobrepressões excessivas.A existência e o correto funcionamento de dispositivos como válvulas de aeração, sensores de sobrevelocidade, sensores de vibração, elementos de alívios de pressão, podem prevenir ou pelo menos minimizar a ocorrência de falhas catastróficas.O correto aperto de elementos de fixação e fabricação adequada dos mesmos também podem fazer a diferença. Nesta linha, pode-se citar o possível de danos aos tirantes/parafusos de fixação de tampas de turbinas devido a apertos ou materiais inadequados (aços de má qualidade).

Principais ConsequênciasPrincipais Consequências

a) Morte de dezenas de pessoas (em torno de 75);

b) Grandes danos às estruturas civis da sala de máquinas;

c) Perda total dos geradores 2, 7 e 9;

d) Perda dos equipamentos de comando, controle e proteção e demais painéis elétricos dos serviços auxiliares e serviços gerais da usina;

e) Avaria de transformadores elevadores e auxiliares da usina;

f) Derramamento de dezenas de toneladas de óleo no rio;

g) Perda, por longo prazo, na produção de alumínio, uma vez que cerca de 70% da geração da usina era destinada para tal finalidade;

h) Elevados custos na recuperação.

ConclusõesConclusões

Não foi possível a identificação de uma única causa da catástrofe, mesmo porque uma ocorrência desse porte, certamente foi precedida de uma série de falhas, e as informações obtidas não dão subsídios necessários para a realização de um diagnóstico preciso.O que se pode afirmar apenas, é que o acidente foi iniciado na unidade geradora 2 (dois), a qual teve o seu conjunto girante arremessado para cima. A partir desse fato, os demais danos na sala de máquinas, foram conseqüências da inundação, ocasionada pela água da montante. Certamente, dispositivos de segurança e proteção deixaram de atuar ocasionando vários danos.É importante que os organismos locais competentes, analisem os dados de manutenções anteriores e apresentem um laudo concreto sobre o ocorrido, para que medidas de prevenção sejam tomadas pelos agentes de geração de energia hidráulica em todo o mundo.

RecomendaRecomendaççõesõesO mais importante para os Agentes não é saber exatamente qual foi a causa do acidente em Sayano mesmo porque, a verdadeira causa talvez não seja revelada para o grande público em geral. Independente disto, os agentes devem se conscientizar que existem diversas falhas potenciais nas usinas que podem levar a uma catástrofe de proporções similares a essa.Independentemente da conclusão do caso, as empresas já podem adotar algumas recomendações no sentido de evitar ocorrências em suas instalações, conforme segue:1)Verificar se os dispositivos de segurança estão funcionando da forma devida a que foram especificados (válvulas de segurança, de aeração, equipamentos de proteção e controle, funcionamento das redundâncias, tempos de fechamento de comportas e também se possui fechamento automático em condições de emergência, atuação de proteções de sobrevelocidade eletrônicas dos reguladores de velocidade, dispositivos centrífugos, tubulações dos reguladores de velocidade), dentre outras;

RecomendaRecomendaççõesões2)Verificar se o cumprimento de procedimentos operativos / projetos estão sendo seguidos ou se necessitam ser criados;3)Reavaliar os procedimentos de manutenção das unidades geradoras;4)Verificar se existem oscilações axiais nos conjuntos girantes e checar os apertos dos parafusos das tampas das turbinas;5)Realizar a Análise de Risco e Medidas de Segurança em todas as atividades de manutenção;6)Analisar criticamente a localização de equipamentos (Grupo Diesel de Emergência, Painéis de Comando, Transformadores) em posições inadequadas;7)Verificar existência de bacias de contenção de óleo nos equipamentos;8)Manter o pessoal de operação e manutenção das instalações capacitado;9)Revisar os procedimentos para gestão de emergências.

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