As usinas hidrelétricas são fontes energia renovável, considerada limpa, com custos e benefícios diferenciados, do estado atual de desenvolvimento tecnológico, em relação a outras fontes de energias renováveis. Trata-se de uma tecnologia madura e confiável que garante qualidade no atendimento da demanda (TOLMASQUIM, 2016a). A energia hidrelétrica tem a melhor eficiência de conversão de todas as fontes de energia conhecidas (cerca de 90% de eficiência), requer um investimento inicial relativamente alto, mas tem vida útil longa com custos de operação e manutenção baixos. Os principais tipos de projetos de energia hidrelétrica no Brasil são usinas com reservatório de acumulação e usinas a fio d’água (IPCC: Hydropower.;KUMAR et al., 2011).
As usinas hidrelétricas com reservatório de acumulação são usinas cujas barragens formam um lago que cumprem diversas funções, tanto para o sistema elétrico, quanto para os demais setores usuários dos recursos hídricos. Se constituem em reservas de energia e água, possibilitando a sua utilização para irrigação, pesca, regulação das secas e cheias e ofertas de alternativas de lazer (GOMES, 2012). O reservatório de
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acumulação tem uma capacidade de regularização plurianual, com o armazenamento da água ocorrendo nos períodos de maior precipitação pluviométrica, criando condições favoráveis para que a geração de energia elétrica ocorra nos períodos de maior estiagem. Garantem qualidade no atendimento a demanda, pois permitem variações rápidas e controladas da geração, o que gera confiabilidade e facilita a utilização de outras fontes renováveis intermitentes, como eólica e biomassa (CARVALHO, 2015). Além disso, como discutido no item 2.1, é um meio para enfrentamento da escassez hídrica preconizada nos cenários da disponibilidade futura de água (CARVALHO, 2015), possibilitando reduzir as vulnerabilidades decorrentes das mudanças climáticas já em curso (MARENGO, 2015).
Os reservatórios têm volume de armazenamento em diferentes níveis que definem sua capacidade de regularização. O volume morto é a parte do volume total do reservatório que está indisponível para fins de captação de água. Nesse nível, as tomadas de água para as turbinas não são possíveis, pois além do controle de vazão e pressão ficarem instáveis, começam a vir ar junto com a água que provoca cavitação, diminuindo a vida útil da turbina. O volume útil de um reservatório é o volume de água que fica entre os níveis d’água mínimos e máximos operacionais. Este é o volume efetivamente destinado à operação do reservatório e ao atendimento das diversas demandas de água (LOPES; SANTOS, 2002). A Figura 3 mostra de forma esquemática o volume útil e o volume morto.
Figura 3- Volume Útil de reservatório
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Cavitação é o fenômeno de vaporização de um líquido (formação de bolhas de vapor no meio do fluido) pela redução de pressão durante o seu escoamento no interior de um sistema hidráulico (em usinas hidrelétricas: vertedouro, válvulas, canais, túneis, comportas e principalmente nas turbinas hidráulicas). Ao deixar o equipamento, o fluido tem sua pressão regularizada e a bolha de vapor condensa, liberando energia que atinge, sob forma de onda de pressão, a parede do equipamento, provocando com o decorrer do tempo a destruição interna do equipamento (HORTA et al., 2000; VIANNA et al., 2001).
Entretanto, não podem ser desconsiderados os aspectos negativos com a construção destes empreendimentos, haja vista os problemas socioambientais que ocorrem durante e após sua construção e as alterações químicas e biológicas decorrente do represamento dos rios. Tais consequências são provocadas pelo desmatamento e perda da biodiversidade nas áreas inundadas, mudanças nos padrões climáticos, deslocamento de populações, interferência no ciclo de vida dos peixes, entre outros (BORTOLETO, 2001).
As usinas hidrelétricas a fio d’água produzem energia elétrica a partir energia cinética dos rios. Possuem pouca ou nenhuma capacidade de regularização. As que possuem represamento tem capacidade de regular a vazão de curto prazo, em base diária ou semanal. As que operam desviando parte das vazões afluentes para a turbina caracterizam-se pela existência de um trecho de vazão reduzida (TVR) (GOMES, 2012). Um dos aspectos negativos deste modelo é em relação a essa menor capacidade de regularização que implica na redução da reserva de energia estratégica do Sistema Interligado Nacional - SIN.
Entretanto, essas usinas a fio d’água evitam grandes desmatamentos, o que ajuda amenizar os períodos de estiagem. Segundo DEBORTOLI et al. (2011), em estudo realizado no norte e noroeste de Mato Grosso, verificou-se que nos últimos 30 anos 20% do território estudado foi desmatado e que mudanças ocorreram nos padrões pluviométricos regional. As análises de dados de chuva permitiram aferir que ocorreu uma diminuição das chuvas nas áreas desmatadas e que nas áreas com a floresta preservada os valores pluviométricos foram mais elevados. Concluíram assim que áreas preservadas recebem mais precipitação por conta da ciclagem da água via evapotranspiração. Outra constatação foi que regiões preservadas da área de estudo localizadas ao noroeste de Mato Grosso) próximas a regiões devastadas do estado de
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Rondônia apresentaram diminuição das precipitações. WANG et al., (2009), em seus estudos realizados no estado de Rondônia, também observam que o desmatamento pode acarretar prolongamento da estação seca com diminuição das chuvas locais causadas por convecção. SALATI (2001) diz que a evapotranspiração da floresta é responsável por mais de 50% da precipitação.
As vantagens e desvantagens de se construir hidrelétricas geram debates e conflitos acirrados na sociedade como um todo, uma vez que, além das questões ambientais também entram em cena as questões de interesses de poderosos grupos econômicos. Por exemplo, pode-se citar o conflito permanente por disputa de espaço de geração e dos financiamentos, entre o setor nuclear, os setores de carvão, oleo e gás e as empresas de construção de grandes empreendimentos.
A necessidade de se realizar o aproveitamento dos recursos hídricos para ampliação da oferta de energia a custos acessíveis para o desenvolvimento do país, confronta-se com a necessidade da preservação socioambiental. No centro desse debate econômico, social e ambiental, os pontos negativos comumente levantados sobre a viabilidade das hidrelétricas são superados devido à escassez e intermitência na geração de outras fontes renováveis, já que a energia por fonte hidráulica continua a ser a mais interessante em termos econômicos por ser abundante, barata e segura. Assim, os projetos acabam por vezes se concretizando sem que haja uma convergência com os setores ambientalistas, um amplo debate com as populações a serem atingidas e sem ter as variações climáticas futuras incorporadas nos estudos de viabilidade dos projetos. Esse é o caso da UHE Belo Monte, por exemplo.