Trabalho sobre as usinas, Dissertações de Mestrado de Engenharia de Usina. Faculdade da Amazônia (FAMA)
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gerson_marinho22 de Outubro de 2016

Trabalho sobre as usinas, Dissertações de Mestrado de Engenharia de Usina. Faculdade da Amazônia (FAMA)

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USINAS BRASILEIRAS
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CURSO: ENGENHARIA CIVIL

TURMA: 5º PERIODO – A – NOITE

DISCIPLINA: HIDROLOGIA

PROFESSORA: DANIELLE FREIRE DE ARAUJO

ALUNO: GERSON ANDRADE MARINHO

RELATÓRIO SOBRE AS USINAS HIDRELETRICAS:

BELO MONTE, JIRAU E ITAIPU

Campina Grande – PB, Abril – 2016.

INTRODUÇÃO

Como é de notório conhecimento público, as usinas hidrelétricas são responsáveis pela geração de energia elétrica. No caso do Brasil, elas geram aproximadamente 90% da produção de energia, o restante é importado do Paraguai e Argentina.

As usinas brasileiras, são mundialmente reconhecidas pelo fato de constituírem fontes limpas e renováveis. Dentre as principais, três serão destaque na presente pesquisa que visa elaborar um resumo individual de cada uma delas, quais sejam, Belo Monte, Jirau e Itaipu, serão abordados ainda, os aspectos principais de cada usina, tais como, local, forma de funcionamento e capacidade.

Estas usinas integram a já falada produção de 90% de energia do pais, ressaltando que esta última - Itaipu, encontra-se na divisa do Brasil com Paraguai, diferentemente das demais que são genuinamente brasileiras.

USINA HIDRELETRICA DE BELO MONTE

• LOCALIZAÇÃO: Implantada sob o leito do Rio Xingú, entre os Estados do Pará e Mato Grosso, Brasil.

• Capacidade: 11.233 MW

A hidrelétrica de Belo Monte foi planejada a quase 40 anos visando o futuro crescimento socioeconômico do Brasil, e no meio de tantas polemicas, as obras foram iniciadas em 2011, encontrando-se em andamento, com mais da metade concluída, e com previsão de finalização em 2019.

Quando estiver pronta, Belo Monte será a terceira maior hidrelétrica do mundo, com capacidade instalada de 11.233 MW, produzirá energia suficiente para abastecer 40% do consumo residencial do país, ou atender a 22 milhões de consumidores.

O sistema de produção é realizado por duas casas de força, a Principal, que conta com 18 turbinas tipo Francis, no Sítio Belo Monte, com capacidade instalada de 11 mil MW (98% da capacidade total do empreendimento), e a Complementar, que possui 06 turbinas tipo Bulbo, no Sítio Pimental, com 233,1 MW.

A partir do seu funcionamento, provavelmente em 2019, a produção de energia em Belo Monte irá se realizar da seguinte forma na casa de força principal: Será construída uma barragem para que a queda d’agua tenha aproximadamente 90 metros de altura, impulsionando a agua diretamente para as 18 turbinas tipo Francis, de forma que a força da agua faz com que os eixos das turbinas girem rapidamente, gerando um campo eletromagnético dentro do gerador, produzindo assim, a eletricidade.

Já na casa de força complementar no Sítio Pimental da Usina Belo monte, a produção ocorrerá por meio de 06 turbinas tipo Bulbo, igualmente acionadas pela agua, que possuem a seguinte estrutura:

Turbina Bulbo

Outro diferencial da Hidrelétrica de Belo Monte, é que optaram pela construção de uma usina fio d’agua, usada geralmente quando não se dispõem de reservatório de água, ou

o têm em dimensões menores do que poderiam ter. Funciona como um reservatório reduzido, mantendo sempre o mesmo nível, elaborada principalmente para os tempos de seca.

Houve a construção de um canal de derivação que permite que a usina opere com menor reservatório possível, evitando o alagamento de terras indígenas próximas a Hidrelétrica. Esse projeto foi pensado levando em conta os benefícios a população e meio ambiente, já que não necessita de inundações para formar o reservatório.

Foi construído ainda, um sistema de transposição de embarcações através de trilhos que as impulsionam até o ponto mais alto, e depois de uma curva o mesmo trilho levam-nas até o leito. Outro ponto inteligente desta poderosa obra a ser destacado, é o sistema de transposição de peixes, elaborado para garantir a movimentação de espécies nativas na época da piracema.

São os dados numéricos da Hidrelétrica de Belo Monte:

Distância em linha reta entre o sítio Pimental e o sítio Belo Monte: 40km Distância do sitio Pimental a jusante de Altamira: 40 km Distância entre o sítio de Belo Monte e Altamira pela Transamazônica: 52 km

Área do reservatório: 502,8 km2 Nível d'água normal no reservatório: 97 m Desnível natural do rio ao longo da Volta Grande do Xingu: 90 m Área de unidades de conservação a serem implantadas: 1 milhão hectares

Potência instalada da casa de força principal: 11 mil MW Garantia Física da Casa de Força Principal: 4.418 MW Potência instalada da casa de força complementar: 233 MW Garantia Física da Casa de Força Complementar: 152,1 MW Potência total instalada: 11.233,1 MW Garantia Física total de Belo Monte: 4.571 MW

Número de turbinas na Casa de Força Principal: 18 geradoras do tipo Francis Potência unitária das turbinas da Casa de Força Principal: 611,1 MW Número de turbinas na Casa de Força Complementar: 6 turbinas do tipo bulbo Potência unitária das turbinas da Casa de Força Complementar: 38,85 MW Número de vãos do vertedouro principal: 20, com comportas de 20 m de largura

USINA HIDRELETRICA DE JIRAU

• LOCALIZAÇÃO: Implantada sob o leito do Rio Madeira, Estado de Rondônia, Brasil

• Capacidade: 3.750 MW

Em 2002 começaram os estudos acerca da usina de Jirau, contudo só teve início de construção em 2010. Em 2013, deu início a geração de energia na primeira turbina, atualmente mais de 44 turbinas já foram instaladas, mas o projeto dispõe que a obra terá o funcionamento de 50 turbinas tipo Bulbo.

Importante registrar que a escolha das turbinas tipo Bulbo se deu em razão da região onde a mesma se estabelecerá, ou seja, Região Amazônica, onde há baixas quedas e altas vazões. A previsão é de que a 50ª e última turbina do complexo comece a gerar energia no segundo semestre de 2016. Com isso, a usina atingirá a capacidade 3.750 MW, suficiente para abastecer mais de 10 milhões de residências.

É a maior hidrelétrica do mundo a operar com turbinas do tipo bulbo e será a quarta maior do país em capacidade total de geração (quanto estiver operando em sua capacidade máxima). Um dos grandes diferenciais de Jirau é o seu reservatório, com cerca de 108 quilômetros quadrados – pequeno, se comparado aos reservatórios de usinas menores da região, porém com boa capacidade de armazenamento.

O projeto da Usina de Jirau é caracterizado pela disposição de duas casas de força, uma em cada margem, a primeira, com 28 unidades geradoras, do tipo bulbo acopladas à tomada d’Água, localizada no braço direito do rio Madeira, segundo um eixo de barramento situado na extremidade sul da ilha do Padre e a segunda, com 22 unidades geradoras, também do tipo bulbo, localizada na margem esquerda do rio Madeira, segundo um eixo oblíquo ao anteriormente referido, tendo como vértice a extremidade sul da ilha do Padre.

A queda bruta média da Usina de Jirau é de 15,70 metros com regra operativa que otimiza a geração. A capacidade instalada final na Usina de Jirau será de 3.750 MW, constituída por 50 unidades geradoras de 75 MW cada.

Segue abaixo, os dados da Hidrelétrica de Jirau em números:

EMPREENDIMENTO

3.750 megawatts (MW) é a capacidade instalada da usina de Jirau.

Garantia física total é de 1.975,3 megawatts (MW) médios.

Queda bruta da usina é de aproximadamente 15,8 metros.

Projeto prevê a instalação de 50 turbinas com entrada em operação até Outubro de 2016.

Cada turbina terá 75 MW de potência.

1044,8 MW é o total a ser gerado pela UHE Jirau no fim de 2013, quando o empreendimento entrou em funcionamento.

Cada turbina corresponde ao abastecimento de aproximadamente 222 mil casas com consumo de 145kWh/mês. Portanto, as 44 turbinas são suficientes para abastecer 9,8 milhões de casas.

RESERVATÓRIOS

A área do reservatório da UHE terá aproximadamente 258km².

Teve 2.360 km² de área alagada.

VAZÕES

A vazão máxima do rio Madeira ocorre em março, quando o fluxo chega a 48 mil metros cúbicos por segundo.

A menor vazão acontece em setembro, na época de estiagem, quando o fluxo do rio fica entre 3 mil a 4 mil metros cúbicos por segundo.

A chamada “janela hidrológica" é o período de menos chuvas na região, fica aberta de junho a dezembro.

USINA HIDRELETRICA DE ITAIPU

LOCALIZAÇÃO: Implantada sob o leito do Rio Paraná, Estado doParaná, mais especificamente na divisa de fronteiras entre Brasil e Paraguai.

• Capacidade: 14.000 MW

A Usina de Itaipu foi iniciada em 1975 e concluída em 1982, e foi projetada para atender ao crescimento acelerado de energia do país na década de 60. Atualmente é líder na produção de energia do planeta, considerando que desde 1984, encontra-se em pleno funcionamento, com produção acumulada de 2,3 bilhões de MWh.

De todos os locais pré-selecionados, o leito do Rio Paraná, na divisa com o Paraguai, foi único lugar apropriado para construção de uma usina desse porte, posto que o projeto previa a construção de uma usina cuja queda d’agua tivesse 100 metros de altura capaz de gerar a energia que se pretendia.

Como trata-se de uma usina binacional, sua produção é rateada entre Brasil e Paraguai, sendo que, parte da produção destinada ao Paraguai é vendida ao Brasil considerando o baixo consumo daquele país que possui demanda inferior a totalidade da produção que lhe cabe.

Produz cera de 15% da energia consumida no Brasil, através de 20 unidades geradoras de 700 MW cada, para se ter uma ideia, com apenas uma das 20 unidades geradoras seria possível abastecer uma cidade com 1,5 milhões de habitantes.

Para que a Usina de Itaipu entrasse em funcionamento, foi preciso construir um sistema de barragem por acumulação, de forma que a queda d’agua tivesse mais de 100 m de altura, considerando que a geração hidrelétrica está associada à vazão do rio, isto é, à quantidade de água disponível em um determinado período de tempo e à altura de sua queda.

Vale ressaltar que a vazão de um rio depende de suas condições geológicas, bem como é determinada pela quantidade de chuvas que o alimentam, influenciando na variação da capacidade de produção de energia.

Uma usina hidrelétrica compõe-se, basicamente, das seguintes partes: barragem, sistemas de captação e adução de água, casa de força e sistema de restituição de água ao leito natural do rio. Cada parte se constitui em um conjunto de obras e instalações projetadas harmoniosamente para operar eficientemente em conjunto.

O processo de produção em Itaipu ocorre da seguinte forma: A água que sai do reservatório é conduzida com muita pressão através de enormes tubos até a casa de força, onde estão instaladas as turbinas tipo Francis, e os geradores que produzem eletricidade. A turbina é formada por uma série de pás ligadas a um eixo, que é ligado ao gerador.

A pressão da água produz um movimento giratório do eixo da turbina, que produz um campo eletromagnético dentro do gerador, produzindo a eletricidade. Ou seja, a potência hidráulica é transformada em potência mecânica quando a água passa pela turbina, fazendo com que esta gire, e, no gerador, que também gira acoplado mecanicamente à turbina, e então a potência mecânica é transformada em potência elétrica.

Segue abaixo dados numéricos sobre a Usina Hidrelétrica de Itaipu, os quais, possibilitam a gigantesca produção de energia gerada pela mesma.

Reservatório

Volume de água no nível máximo normal: 29 bilhões de m³ Extensão: 170 km Nível máximo normal (cota): 220,3 m Área no nível máximo normal: 1.350 km²

Vertedouro

Vazão máxima: 62,2 mil m³/s Capacidade máxima de descarga: 162.200 m³/s Comprimento: 483 m Comportas: 14 unidades Dimensões das comportas: 21 m/altura e 20 m/largura

Barragem

Altura: 196 m Comprimento total: 7.919 m

Bacia Hidrográfica

Área: 820.000 km² Precipitação média anual: 1.650 mm Vazão média afluente: 11.663 m³/s

CONCLUSÃO

Com a elaboração do presente estudo, foi possível verificar que a construção de uma usina hidrelétrica, é essencial ao desenvolvimento humano, pois basicamente tudo gira em torno da energia elétrica.

Porém, além dos benefícios oriundos desta obra, como fonte de energia renovável, geração de empregos, desenvolvimento econômico e sustentável, temos também os malefícios, impossíveis de não serem considerados como por exemplo a desapropriação de terras produtivas pela inundação, os impactos ambientais, impactos sociais, como relocação de moradores e desapropriações, interferência na migração dos peixes, alterações na fauna do rio, perdas de heranças históricas e culturais, alterações em atividades econômicas e usos tradicionais da terra.

Entretanto, com o avanço da tecnologia e estudos especificados, as desvantagens vêm sendo cada vez mais minimizadas, a exemplo temos o sistema fio d’agua, que dispensa inundações de grandes áreas, bem como evita a relocação de moradores e animais, e perdimento de valores culturais das comunidades ribeirinhas.

REFERENCIAS

Páginas eletrônicas:

• Como funciona Itaipu? - Guia do Estudan te

• Dossiê Belo Monte | ISA - Instituto Socioambiental

• Quase concluída, Belo Monte mudará o pulso das águas do Xingu - Meio Ambiente - Meio Ambiente

• Itaipu em números | ITAIPU BINACIONAL

• Hidrelétrica de Belo Monte em números | EXAME.com

• O que está acontencendo: entenda a polêmica em torno da usina de Belo Monte | Rota Brasil Oeste

• O que são usinas hidrelétricas “a fio d’água” e quais os custos inerentes à sua construção? « Brasil, economia e governo

• - it45.pdf

• Camargo Corrêa S.A.

• Jirau | Amazônia

• JIRAU - Notícias, Fotos e Vídeos sobre jirau - Estadao.com.br

• Energia Sustentável do Brasil

• Usina de Jirau já possui 34 turbinas em operação comercial - Notícias - R7 Economia

• Norte Energia S.A.

• Blog Belo Monte

• Hotsite Belo Monte

• Usina Hidrelétrica de Jirau – Wikipédia, a enciclopédia livre

• LD286_pg_2-3- - rf318-bulbo.pdf

• Energia Sustentável do Brasil

• Números Jirau.PDF - Números Jirau.pdf

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