Usinas de acumulação e usinas de fio d’água

Segundo Macintyre (1983), existem dois tipos de usinas: a Central Hidrelétrica a Fio D’água e a Central Hidrelétrica de Acumulação, com Regularização Diária de Reservatório.

Para os casos de usinas de pequeno porte, um riacho seria aproveitado em terreno acidentado, perto das nascentes, que possa fornecer algumas dezenas de litros por segundo. Então a instalação a ser aplicada é a micro usina a fio de água. Em um ponto alto da

encosta seria construído um pequeno represamento para tomada da água de uma tubulação que desceria diretamente à usina, que estaria na parte mais baixa possível. Na pequena represa estaria um vertedouro que possibilitaria a saída de uma parte da água, não deixando a seco o leito natural do riacho, o que ocasionaria prejuízos à natureza. Em outro aspecto, como explica Macintyre (1983), a da mini usina de derivação com instalação aberta, existiriam dois procedimentos: no primeiro, refere-se a um córrego que possibilita a construção de uma pequena barragem com vertedouro e uma tomada de água lateral ao rio. A partir da tomada de água, esta vai a canal aberto, com pequena declividade, até o poço de adução no qual se localiza a turbina de instalação tipo aberta, que é adequado a desníveis pequenos. No segundo procedimento, não se represa o rio, uma vez que haveria problemas com os moradores das terras a jusante, ou porque seriam necessários grandes gastos com obras. Realiza-se somente uma tomada de água lateral, protegida por uma tora de madeira flutuante entre guias e um canal de adução até o poço onde está a turbina. Evita-se o excesso de água por ocasião das cheias pelo fechamento parcial de uma comporta na tomada de água para o canal.

Quanto à central hidrelétrica a Fio D’Água, que é utilizada quando “a vazão mínima do rio é igual ou maior que a descarga necessária à potência a ser instalada para atender à demanda máxima do mercado consumidor”. (ELETROBRÁS; DNAEE, 1985a, p. 4)

Essa modalidade permite a dispensa e estudos de regularização de descargas, dispensa de estudos sazonais de carga elétrica do consumidor e simplifica os estudos e a concepção da tomada de água. (ELETROBRÁS; DNAEE, 1985a, p. 4).

Nesse caso, a captação da água poderá ser feita através de uma pequena barragem, desprezando o volume do reservatório criado e projetando-se todo o sistema de adução para conduzir a descarga necessária à potência que atenda à demanda máxima. O aproveitamento energético do local será parcial e haverá descargas pelo vertedouro na quase totalidade do tempo. 3

3 _{Atente-se para o fato de que após revisão de literatura reflexiva e seu confronto com a prática,}

considerou-se que no presente estudo de caso não existe caixa de carga, chaminé de equilíbrio, e o sistema de adução é constituído somente pelo conduto forçado (não existe conduto de baixa pressão), porque, neste caso, o sistema de adução é curto. Não há necessidade de prever-se a instalação de uma chaminé de equilíbrio porque o comprimento da tubulação forçada não ultrapassou cinco vezes a queda bruta. Para sistemas de aduções curtos, deverá ser estudada opção para uma tubulação única para os trechos de baixa e alta pressão (ELETROBRÁS, 1985, 5.2.17, p. 1).

Esse tipo de aproveitamento é exemplificado na Figura 4 apresenta, dentre outras, as seguintes simplificações: dispensa-se a utilização de regularização de descarga, os estudos sazonais de carga elétrica do consumidor, facilitando estudos a propósito da tomada d’água nos serviços topográficos desobrigam-se a realização de levantamento pormenorizado da área do reservatório, atendo-se ao estabelecimento do contorno da área inundada, uma vez que não é preciso determinar a curva área versus volume do reservatório.

Fonte: SOUZA, SANTOS, BORTONI (1999, p. 9). Figura 4 - Corte longitudinal da central hidrelétrica.

Quanto à Central Hidrelétrica de Acumulação (CHA), com Regularização Diária do Reservatório, é utilizada quando

a vazão mínima do rio não é suficiente para atender a demanda máxima do mercado consumidor e recorre-se à contribuição de reservatório que, através do seu volume d’água utilizável diariamente, acresce à descarga mínima do rio uma descarga regularizada correspondente. (...). Quando, mesmo com a regularização diária do reservatório, não for obtido um valor suficiente para a descarga desejada, pode-se ainda assim projetar a adução para uma descarga maior que a mínima e suficiente para, juntamente com a descarga de contribuição de regularização diária do reservatório, atender, na maior parte do tempo, à descarga necessária ao mercado. (ELETROBRÁS; DNAEE, 1985a, p. 6).

Nos períodos de escassez de água, complementa-se a geração por meio de outras fontes produtoras de energia tais como: óleo diesel, cana de açúcar, e biomassa.

3.3.3 Estrutura dos equipamentos de microcentrais hidrelétricas

Balarim (1996) destaca a seqüência lógica do dimensionamento da estrutura e equipamentos de uma microcentral hidrelétrica que estão resumidas na Figura 5, como arranjo básico.

Fonte: Adaptação de BALARIM (1999).

Figura 5 - Estrutura dos componentes para micro e minicentral hidrelétrica.

Infra-estrutura necessária à obra Desvio do rio Barragens Vertedouro Tomada de Água Sistema de Adução Câmara de carga Tubulação Forçada Casa de Máquinas (Turbinas – Gerador Regulador de

Velocidade e Painel de Controle Canal de Adução Tubulação de Baixa Pressão Concreto à gravidade Terra Enrocamento Borda livre Canal Linha de Alimentação Canal de fuga

3.4 Análise inicial para projeto de PCH

ELETROBRÁS e DNAEE (1985a, p. 15) recomendam que o pesquisador conheça “os parâmetros básicos, como vazões naturais do curso de água, queda bruta do aproveitamento e a potência necessária para suprir o centro consumidor”.

Os principais itens a serem observados são a existência de estradas e as condições mínimas de alojamento e assistência à saúde para os trabalhadores, bem como um sistema de captação de água e lançamento de detritos (BALARIM, 1999).

Segundo ELETROBRÁS e DNAEE (1985a, p. 45) os estudos hidrológicos envolvem “o regime fluviométrico do rio com determinação das vazões para utilização no cálculo da potência a ser instalada; a vazão de projeto das estruturas extravasoras; a relação cota-descarga a jusante da central”.