Potencial hidrocinético de Cabari em São Gabriel da Cachoeira

Na Amazônia Ocidental, conforme análise realizada no software QGis, existem 200 igarapés e 128 rios. Desses rios o selecionado para analisar o potencial hidrocinético foi o rio Negro. Conforme dados da estação fluviométrica 14110000 da ANA o histórico de cotas¹⁵ médias desde 1932 até 2018 é máximo de 1.004 m, mínimo de 827 m e média de 905 m. Na Figura 33 apresentam-se essas cotas ao longo dos anos. Esses valores estão relacionados com a precipitação e as duas épocas, determinantes na vida da população da Amazônia, seca e enchente. Sua variabilidade ao longo do tempo é de 177 m que depende das estações do ano e diversos eventos climáticos.

Dependendo do trecho do rio, as pás da turbina podem bater no leito se a cota é muito baixa e danificar o equipamento interrompendo a geração de energia elétrica. A profundidade do rio Negro muda ao longo do ano, em abril de 2018 quando se realizaram as aferições em campo, o município estava passando por uma seca muito forte. A profundidade do rio era maior a 1 m nos locais próximos das margens, permitindo o funcionamento para uma turbina de 1 m de comprimento. Dados obtidos por Cruz em 2018 com base em dados

15 A cota faz referência ao nível d’água diárias de um ponto de rio.

secundários indicaram que a profundidade do rio Negro na estação fluviométrica tem uma profundidade de 12,5 m a 3,5 m (CRUZ, 2018). Esses dados são em locais das estações fluviométricas distantes dos locais medidos em campo, contudo esses dados são condicentes com o encontrado na visita de campo porque como mencionado foi na margem em um trecho do rio diferente e em época de seca.

Figura 33. Série histórica de cotas no rio Negro

Fonte: elaboração própria com base em dados da ANA

Sobre vazão, a série histórica indica que a média da máxima é de 10.399 m³/s, média da mínima de 7.059 m³/s e média da média de 8.734 m³/s. O desvio padrão desses dados históricos é 5.292 m³/s. Por tanto existe uma variabilidade considerável na vazão histórica do rio, indicando que é alta inclusive nos momentos em que diminui. Na Figura 34 estão as vazões históricas para o rio. A vazão se relaciona com a velocidade do rio, um dos fatores de grande importância no potencial hidrocinético.

Cruz (2018) observou que a vazão no ponto do rio era de 12.515,00 m³/s a 254,00 m³/s e a vazão simulada de 11.930,91 m³/s 248,39 m³/s.

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

1 155 309 463 617 771 925 1079 1233 1387 1541 1695 1849 2003 2157 2311 2465 2619 2773 2927 3081 3235 3389 3543 3697 3851 4005 4159 4313 4467 4621 4775 4929 5083 5237

Maxima Minima

Figura 34. Série histórica de vazão no rio Negro

Fonte: elaboração própria com base em dados da ANA

Na Figura 35 encontra-se o mapa hipsométrico do município, os valores de elevação vão de 0 a 250 m. É possível ver que em termos gerais o município está dividido em cinco áreas. 35% do terreno está entre 100 e 150 m, 25% de 50 a 100 m, 15% de 150 a 200 m, 13%

de 200 a 250 m e 2% têm mais de 250 m. Por tanto é uma área de planície com poucas elevações. Com base na literatura altitudes acima de 100 m permitem aproveitamentos hidrocinéticos (CERPCH, 2005). Por tanto 75% do município tem potencial para a instalação de turbinas porque estão acima de 100 m como identificado no mapa.

No município de São Gabriel a elevação no município varia de 42 a 953 metros. O estudo determinou que existe acúmulo de vazão proporcional à descarga, porque a inclinação foi proporcional à nascente do rio, o qual pode indicar os melhores locais para instalação de uma PCH (JEAN et al., 2021).

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000

1 42 83 124 165 206 247 288 329 370 411 452 493 534 575 616 657 698 739 780 821 862 903 944 985 1026 1067 1108 1149 1190 1231 1272 1313 1354 1395

Figura 35. Mapa hipsométrico de São Gabriel da Cachoeira

As velocidades para o rio Negro, conforme as três estações fluviométricas das séries históricas de 1980 a 2017 vão de 0,222 até 1,350 m/s (CRUZ, 2018). As velocidades medidas em campo foram de 1,5 até 3,5 m/s. Não obstante, os métodos de medição foram diferentes e isso pode explicar as diferenças. O poder por turbina é tipicamente acima de 2 kW para velocidades da água entre 0,6 a 1,5 m/s (ELS et al., 2003). Para Tiago Filho (2003), pequenas turbinas hidrocinéticas normalmente podem oferecer até 2 kW de energia elétrica sendo uma alternativa confiável para eletrificação rural de residências ou comunidades remotas (FILHO, 2003). É importante mencionar que em grandes rios os locais com maior velocidade estão afastados das margens (ELS; CAMPOS; SALOMON, 2008). No caso das comunidades do rio Negro, a potência de 1 kW pode atender a demanda de iluminação para as famílias ou uso para infraestruturas comunitárias como o posto de saúde, igreja ou escola de forma constante.

Nos locais as medições foram realizadas perto da margem, e os dados obtidos de velocidades e profundidades confirmam que existem as condições para a instalação de turbinas hidrocinéticas. Os locais com maior potencial, de acordo com os resultados obtidos, são em ordem decrescente São Luís, Cabari, Ilha das flores, São Sebastião, Tawá e Bauari (Tabela 14). Das seis comunidades só duas não apresentam suficiente velocidade para gerar uma potência adequada. Não obstante, é importante ressaltar que a medição foi realizada

durante a visita de campo em abril de 2018, época considerada afetada pela seca o qual muda as condições normais do rio. Não foi realizada em época de chuva por falta de recursos para realizar uma nova visita.

Conforme Els, Campos e Salomon (2008), a capacidade de uma turbina hidrocinética para atender à demanda nos grandes rios na região amazônica a turbina pode ter um diâmetro que vai de 1,5 até 2,8 m para contrabalançar a baixa velocidade da água, que pode variar de 1 a 1,5 m/s, as potências típicas a serem alcançadas neles são da ordem de 300 até 3000 W.

em rios com maior velocidade com diâmetro de 1,2m pode gerar 1,8 kW em rios com velocidade de 2 m/s.(ELS; CAMPOS; SALOMON, 2008)

Tabela 14. Resultados de potência da turbina hidrocinética nos locais visitados Comunidade Velocidade

Fonte: elaboração própria a partir de dados levantados em campo

Além da velocidade e profundidade foi verificada a distância da comunidade para o possível local de instalação da turbina. Essa informação é importante para determinar viabilidade técnica e custo, sendo que quanto menor a distância, menores as perdas de energia elétrica, uso de cabos para distribuição e custos.

Entre os parâmetros que influenciam a implantação de turbinas hidrocinéticas sobressaem o posicionamento geográfico, variação de nível do rio ao longo do ano, velocidade do fluxo, profundidades, condições das margens e a distância da comunidade ao ponto de instalação no rio. Essa última é muito importante porque influencia as perdas de transmissão, dado que grandes distâncias obrigam o uso de transformadores para elevar e diminuir a tensão, gerando custos adicionais (GONÇALVES; POSSAMAI; BRASIL, 2009) Assim para a comunidade de São Luís foi verificado que a distância é de 400 m do local até o domicílio mais distante, no ponto 2 como aparece na Figura 36.

Figura 36. Comunidade de São Luís

Fonte: adaptado de Google Earth

Para a comunidade de Cabari o domicílio mais distante encontra-se a 500m do possível local de instalação da turbina como aparece na Figura 37.

Figura 37. Comunidade de Cabari

Fonte: adaptado de Google Earth

No caso da comunidade de São Sebastião do domicílio mais distante até o possível local de instalação da turbina são 400 m como apresentado na Figura 38.

Figura 38. Comunidade de São Sebastião

Fonte: adaptado de Google Earth

A pesquisa realizada e os resultados obtidos evidenciam que nas comunidades remotas visitadas em São Gabriel da Cachoeira existem outras fontes de energias renováveis como é o caso da hidrocinética e que não existe motivo para sua exclusão energética nem o uso de geradores a óleo diesel, que como visto ao longo do documento, tem um alto custo, difícil logística e impacto ambiental negativo. Contudo a fonte e a tecnologia são usadas na Amazônia porque faz décadas o governo impulsionou seu uso, situação que tem mudado graças ao avanço científico e programas de organizações não governamentais, universidades e olíticas públicas que estão implementando sistemas individuais e coletivos com painel fotovoltaico, minicentrais hidrelétricas e minicentrais de biomassa.

Essa riqueza de possibilidades na região Amazônica foi ilustrado por Di Lascio e Barreto em 2019 quem citaram projetos com fontes de energias renováveis usados como:

Sistemas Fotovoltaicos Domiciliares do IEE/USP; Cachoeira do Aruã - Um Modelo Energético Sustentável envolvendo Organizações de Base Comunitária, da Universidade Federal de Itajuba – Unifei: Revitalização do Sistema Híbrido Fotovoltaico - Eólico - Diesel da Comunidade de Tamaruteua, Município de Mara- panim/PA do Gedae da Universidade Federal do Pará - UFPA; Produção Sustentável de Biodiesel a partir de Oleaginosas da Amazônia em Comunidades Isoladas da Reserva Extrativista do Médio Juruá da Universidade Federal do Amazonas - UFAM; Geração de energia a partir de oleaginosas da Amazônia do IME; Implantação de uma unidade de geração de energia elétrica a partir da

queima de biomassa acoplada a uma usina de extração de óleo vegetal, fábrica de gelo e câmara frigorífica numa comunidade isolada na ilha do Marajó do EBMA/UFPA; Energia renovável para a reserva do Maracá; Implementação de uma Central Termelétrica de 200 kW a partir do aproveitamento de Resíduos de Madeira sustentável, dentro de uma reserva extrativista estadual localizada na Região Norte do País do Instituto de Energia e Ambiente – IEE da Universidade de São Paulo - USP e Gestão Energética Para o Desenvolvimento Sustentável - Centro de Pesquisas Canguçu da Fundação Universidade Federal do Tocantins, entre muitos outros (DI LASCIO; BARRETO, 2009).