“NOVA” - PIRASSUNUNGA SP: ASPECTOS TÉCNICOS ... · 2 autorizo a reproduÇÃo e divulgaÇÃo...

PAULO CESAR PAVÃO MIGLIORINI

REPOTENCIAÇÃO DA PEQUENA

CENTRAL HIDRELÉTRICA DE EMAS

“NOVA” - PIRASSUNUNGA – SP:

ASPECTOS TÉCNICOS,

SOCIOAMBIENTAIS E ECONOMICOS

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à

Escola de Engenharia de São Carlos, da Universidade

de São Paulo

Curso de Engenharia Elétrica com ênfase em

Sistemas de Energia e Automação

ORIENTADOR: Prof. Dr. Frederico Fábio Mauad

São Carlos

2011

2

AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.

Ficha catalográfica preparada pela Seção de Tratamento

da Informação do Serviço de Biblioteca – EESC/USP

Migliorini, Paulo Cesar Pavão.

M634r Repotenciação da pequena central hidrelétrica de Emas “NOVA”-

Pirassununga-SP : aspectos técnicos, socioambientais e econômicos. / Paulo Cesar Pavão

Migliorini ; orientador Frederico Fábio Mauad –- São Carlos, 2011.

Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica com ênfase em Sistemas de Energia

e Automação) -- Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, 2011.

1. Pequenas centrais hidrelétricas (PCHs). 2. PCH de Emas Nova. 3. Repotenciação. 4.

Rio Mogi Guaçu. I. Titulo.

4

Agradecimentos

Aos meus pais João Carlos Migliorini e Maria da Graça Pavão

Migliorini, meu irmão Pedro Luis pelo apoio e incentivo, na busca de

meus ideais e objetivos.

Ao meu orientador, Prof. Dr. Frederico Fabio Mauad, exemplos de

dedicação e virtudes, pelo incentivo, participação e apoio.

A todas as pessoas que trabalham do Laboratório Hidráulica no CRHEA-

USP (Centro de Recursos Hídricos e Ecologia Aplicada) pelo apoio e por

terem possibilitado a ampliação de meus conhecimentos e a realização

desse trabalho.

Ao responsável pela usina Marcos Catalano, que sem ele não seria

possível realizar esse projeto.

Em particular para Paola Bello, que me apoiou e me ajudou a realizar

esse trabalho.

E a todos os meus amigos em especial para Bruno Faim, Cristiano Jose

dos Santos, Bruno Granzoto, Fernando Procópio, Gabriel Begas, Iruama,

Vitor Fressati e Washington Santa Rosa.

A todos que de alguma forma contribuíram direta ou indiretamente para

realização e conclusão deste trabalho, fica aqui minha gratidão.

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RESUMO

A maioria das pequenas centrais hidrelétricas (PCHs) foi construída no início do século XX,

utilizando tecnologias e materiais que hoje estão ultrapassados, com isso muitas foram desativadas e outras

não geram o real potencial que poderiam. Assim, essas PCHs representam um grande potencial desperdiçado

no Brasil, que poderia ser somado ao sistema de geração brasileiro, evitando a construção de novas usinas.

Nesse contexto, o tema repotenciação se insere como solução para essas PCHs. Ou seja, uma usina que tem

características do começo do século XX se enquadra no perfil necessário para serem estudadas para possíveis

obras de melhorias. A repotenciação em empreendimentos hidrelétricos se define como investimentos em

melhorias no conjunto turbina-gerador, circuito hidráulico, que visem ganho de potência ou aumento de

índice de confiança ou índice de durabilidade. A pesquisa desenvolvida na PCH Emas Nova, localizada no

rio Mogi Guaçu no Estado de São Paulo, tem como objetivo mostrar os principais benefícios de se fazer

obras de repotenciação, tanto nos aspectos técnicos como em aspectos ambientais, sociais e econômicos. O

estudo de caso realizado na PCH de Emas Nova demonstrou que o processo de repotenciação aplicado a

PCHs que foram construídas antes da década de 70, é interessante do ponto de vista de ganho de potência,

pois é possível aproveitar grande parte das estruturas, assim diminuindo custos para o processo de

repotenciação.

Palavras-chave: Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs), PCH de Emas Nova, Repotenciação, Rio Mogi

Guaçu.

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ABSTRACT

Most small hydro power (SHP) were built in the early twentith century, using Technologies and

materials that are outdated today, with so many were turned off and others do not produce the real potential

that could produce. Thus these SHP sare actually still a great potential in Brazil, which could be added to the

Brazilian generation system, avoiding the construction of new plants. In this context, the issueis part of

repowering as a solution to these SHPs, namely, a plant that has features of theearly twentieth century fits the

profile needed to be stutied for possibile improvement works. The repowering of hydropower projects is

defined as investments in improvements in the turbine-generator, hydraulic circuit, aimed at gaining power

or increased confidence índex of durability. The research developed in SHP Emas “Nova”, located in Mogi

Guaçu, aims to show the main benefits of doing works of repowering, both in technical aspects such as in

environmental, social and economic. The case study that was conducted in SHP Emas “Nova” demonstrated

that the process applied to repowering SHPs that were built before the 70’s, is interesting from the standpoint

of power gain, because you can enjoy many of trestructures of plant, thus reducing costs to the processo of

repowering. This type of activity applied to the plant showed that in addition to a power showed that in

addition to a power gain were also benefits in social and environmental aspects of the region of the plant.

Keywords: Small Hydro Power(SHPs), SHP of Emas Nova, Repowering, River Mogi Guaçu.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Indicadores sociais para diversos países .......................................................................................... 14

Figura 2: Representação esquemática dos principais componentes de uma PCH. .......................................... 17

Figura 3: Gerador elementar corrente alternada .............................................................................................. 20

Figura 4: Esquema de um gerador. .................................................................................................................. 21

Figura 5: Diagrama simplificado do procedimento de Licenciamento Ambiental. ......................................... 23

Figura 6: PCHs de Emas “Nova” e Emas “Velha” .......................................................................................... 36

Figura 7: PCH de Emas “Velha” ..................................................................................................................... 37

Figura 8:Casa de máquinas e gerador do conjunto I. ....................................................................................... 38

Figura 9: PCH Emas “Nova” de 1942 ............................................................................................................. 38

Figura 10: Barragem em 2011(esquerda) e em 1959(direita). ......................................................................... 42

Figura 11: Comportas do canal de adução situação em 2011. ......................................................................... 42

Figura 12: Escada de peixe vista frontal e vista lateral. .................................................................................. 43

Figura 13: Descarregadores de fundo (esquerda) e detalhe do mecanismo de elevação das comportas(direita).

......................................................................................................................................................................... 43

Figura 14: Vertedouro (esquerda) e detalhe das comportas (direita). .............................................................. 43

Figura 15: Canal de adução. ............................................................................................................................ 44

Figura 16: Comportas entre as usinas e o canal para a usina “Velha”............................................................. 44

Figura 17: Comportas da usina “Nova” ........................................................................................................... 45

Figura 18: Canal de fuga da usina “Nova” (esquerda) e da usina “Velha” (direita). ...................................... 45

Figura 19: Casa de máquinas da PCH de Emas “Nova”. ................................................................................ 46

Figura 20: Casa de máquinas da PCH Emas “Nova”. ..................................................................................... 46

Figura 21: Gerador (esquerda) e entrada da turbina (direita). ......................................................................... 46

Figura 22: Seleção do tipo de turbina .............................................................................................................. 56

Figura 23: Jardim da usina (esquerda) e vista do possível mirante (direita). .................................................. 73

8

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Classificação de usinas hidrelétricas ............................................................................................... 15

Tabela 2: Ganhos de repotenciação ................................................................................................................. 29

Tabela 3: Repotenciações, Reativações e Ampliações de UHE’s e PCH’s .................................................... 32

Tabela 4: Situação da PCH’s no Brasil até 1997. ............................................................................................ 34

Tabela 5: Dados de vazões médias mensais(m³/s). .......................................................................................... 50

Tabela 6: Tabela de freqüência acumulada de vazões mensais (m³/s) ............................................................ 51

Tabela 7: Comparação entre 1955 e 2011 ....................................................................................................... 59

Tabela 8: Impactos com as obras de repotenciação. ........................................................................................ 70

Tabela 9: Benefícios para economia local. ...................................................................................................... 70

Tabela 10: Avaliação da obra de repotenciação. ............................................................................................. 70

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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ANA Agência Nacional de Águas

ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica

CEEE Companhia Estadual de Energia Elétrica do Rio Grande do Sul

CEPTA Centro Nacional de Pesquisa e Conservação de Peixes Continentais

CPFL Companhia Paulista de Força e Luz

CERPCH Centro Nacional de Referência em Pequenas Centrais Hidrelétricas

CESP Companhia de Energética de São Paulo

COMASE Comitê Coordenador das Atividades de Meio Ambiente do Setor Elétrico

cv cavalo-vapor

DAEE Departamento de Águas e Energia Elétrica do Estado de São Paulo

EIA Estudo de Impacto Ambiental

EPE Empresa de Pesquisa Energética

f.e.m. força eletromotriz

FMI Fundo Monetário Internacional

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

ICMBio Núcleo de Biologia de Peixes fluviais "Dr. Pedro de Azevedo"

IEEE Institute of Electric and Electronic Engineers

MME Ministério de minas e energia

ONS Operador Nacional do Sistema

PCH Pequenas Centrais hidrelétricas

PVC Policloreto de vinila

RIMA Relatório de Impacto ao Meio Ambiental

RPM Rotação por minuto

UHE Usina Hidrelétrica

WWF World Wildlife Fund

http://pt.wikipedia.org/wiki/Policloreto_de_vinila

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 11

2. OBJETIVOS .......................................................................................................................................... 12

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................................................. 13

3.1 Energia e desenvolvimento ........................................................................................................... 13

3.2 Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs) .................................................................................... 14

3.3 Turbinas Hidráulicas .................................................................................................................... 17

3.4 Geradores Elétricos ....................................................................................................................... 19

3.5 Impactos Socioambientais de Pequenas Centrais Hidrelétricas ................................................ 21

3.6 Repotenciação ................................................................................................................................ 23

3.7 Avaliação para repotenciação de Pequenas Centrais Hidrelétricas ......................................... 25

3.8 Impactos da repotenciação de Pequenas Centrais Hidrelétricas .............................................. 31

3.9 A repotenciação no Brasil ............................................................................................................. 32

3.10 Matriz de Impacto Ambiental ...................................................................................................... 34

4. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA EM ESTUDO ............................................................................... 35

4.1 Características de Pirassununga – SP.......................................................................................... 35

4.2 Histórico da PCH de Emas ........................................................................................................... 36

5. MATERIAIS E METODOS ................................................................................................................. 40

5.1. Materiais ......................................................................................................................................... 40

5.2. Metodologia de avaliação dos aspectos técnicos para a repotenciação. .................................... 40

5.3. Metodologia de avaliação dos aspectos socioambientais e econômicos ..................................... 41

6. RESULTADOS FINAIS........................................................................................................................ 42

6.1. Aspectos técnicos ........................................................................................................................... 42

6.1.1. Situação atual da PCH de Emas “velha” e PCH de Emas “nova” .................................... 42

6.1.2. Dados técnicos da PCH de Emas “velha” e da PCH de Emas “nova” .............................. 47

6.1.3. Estudo hidrológico atual: ...................................................................................................... 50

6.1.4. Proposta de Repotenciação e Reativação ............................................................................ 55

6.2. Aspectos socioambientais e econômicos ....................................................................................... 59

7. DISCUSSÃO .......................................................................................................................................... 71

8. CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................................................ 75

9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. ............................................................................................... 76

APÊNDICE A – QUESTIONÁRIO – ENTREVISTA PRESENCIAL ......................................................... 80

APÊNDICE B – MATRIZ DE IMPACTO SOCIOAMBIENTAL ................................................................. 81

APÊNDICE C – RELATOS DOS TRABALHADORES DA PCH DE EMAS “NOVA” ............................ 82

11

1. INTRODUÇÃO

No início do século XX, foram implantadas no Brasil diversas pequenas centrais hidrelétricas (PCH)

para o abastecimento de energia em pequenas cidades. Essas usinas eram descentralizadas, de pequeno porte

e direcionadas às cidades próximas, atendendo a demanda local.

Com a criação dos centros industriais no período de industrialização da década de 50, a demanda por

energia aumentou e o governo brasileiro investiu na construção de usinas de grande porte para garantir o

abastecimento de energia no país. Nesse momento a maioria das pequenas centrais hidrelétricas (PCHs)

foram inutilizadas devido ao fato que geravam pouco comparados com as grandes usinas.

Atualmente as usinas hidrelétricas constituem a base do sistema de geração elétrica no Brasil,

correspondendo a cerca de 80% da matriz de geração de energia elétrica, mostrando que o país tem um

potencial hídrico interessante para a geração de energia (Agência Nacional de Energia Elétrica, ANEEL,

2010).

As PCHs que foram desativadas nas décadas de 1950 e 1960 poderiam hoje contribuir no sistema de

geração. No Brasil existem aproximadamente 545 PCHs que podem voltar ao sistema de geração e isso

representa aproximadamente 2.661 MW, 3,5% do parque nacional gerador (Ministério de Minas e Energia

MME), 2008). Entretanto, para reativar essas usinas no sistema de geração brasileiro é necessário efetuar

uma série de processos, denominado repotenciação.

Repotenciação consiste em determinar a capacidade de geração atual da usina e aplicar nela

melhorias para aumentar sua capacidade de geração ou a reativação com mesma capacidade de geração,

porém com equipamentos mais modernos e mais eficientes.

A recuperação de pequenas centrais hidrelétricas desativadas apresenta três grandes vantagens: a

realização do empreendimento é rápida, os custos são relativamente baixos quando comparados com usinas

de grande porte e a rapidez na obtenção de licenciamento ambiental.

Para que a obra de reabilitação seja viável, deve-se fazer uma avaliação do investimento que será

realizado e o possível retorno que este trará com a venda de energia. A maioria dos investimentos nesse tipo

de obra é viável.

A justificativa do trabalho está, portanto, na avaliação da PCH Emas Nova como exemplo para

outras centrai hidrelétricas, visando reintroduzir o potencial ocioso das PCHs desativas ou subutilizadas, que

se encontra na mesma, aumentando assim a capacidade do sistema de geração brasileiro e diminuindo o

número de impactos ambientais devido à construção de novas usinas. O trabalho justifica-se ainda por

demonstrar as principais vantagens do processo de repotenciação em usinas hidrelétricas, mostrando a

importância e atraindo os investidores.

12

2. OBJETIVOS

O presente trabalho tem por objetivo, fazer um inventário da PCH de Emas Nova, localizada no rio

Mogi Guaçu em Cachoeira de Emas, distrito de Pirassununga – SP, com a finalidade de estudar seu novo

potencial energético para uma usina que já esteve em funcionamento e que será reativada hipoteticamente,

levando-se em consideração dados pré-existentes.

Objetivos Específicos:

Avaliar a pequena central hidrelétrica de Emas “Nova”, trançando um cenário hipotético de

repotenciação;

Elaborar uma matriz de impacto socioambiental baseada no início do empreendimento, na situação

atual do reservatório, produção energética futura;

Traçar um balanço econômico e ambiental do empreendimento com foco na época de construção,

cenário atual e futuro, bem como, sua participação na economia local.

13

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1 Energia e desenvolvimento

Desde a antiguidade, as sociedades têm necessidade de energia para a produção calor, cozimento dos

alimentos e aquecimento. Hoje em dia não é diferente, porém a energia que era obtida pelo do fogo e de

animais se transformou na energia elétrica, que é considerada necessidade básica para sociedade moderna

para uma vida confortável.

Com o aumento da população, a demanda por energia aumentou gradativamente, mas o que

ocasionou um acréscimo significativo foi a introdução de indústrias de produtos manufaturados na

revolução industrial. Os países que não participaram da revolução industrial ou não investiram no sistema de

produção de energia, não tiveram desenvolvimento econômico.

No decorrer dos séculos notou-se que o crescimento do país estava diretamente ligado à evolução das

suas demandas de energia. Nos países não desenvolvidos utilizava-se o índice de consumo de energia per

capita como um indicador de desenvolvimento. Segundo Goldemberg (1998) a energia é um ingrediente

essencial para o desenvolvimento, uma das aspirações fundamentais da população dos países

subdesenvolvidos.

Na Figura 1 é mostrada a dependência de energia em alguns indicadores sociais para diversos países,

entre eles o Brasil no ano de 1998 – taxa de analfabetismo, mortalidade infantil, expectativa de vida e taxa de

fertilidade total – em uma função do consumo de energia comercial - per capita.

Segundo previsões da Empresa de Pesquisa Energética o Brasil tem previsto para 2020 um

crescimento do consumo de energia de 7,7% se igualando a China e Índia, e superando os países

desenvolvidos como os Estados Unidos (2,8%) e Japão (0,8%). Paralelamente, a economia brasileira tem

previsões de crescer 5,5% segundo o Fundo Monetário Internacional (FMI), mostrando que o

desenvolvimento do país está diretamente ligado ao consumo de energia (AGÊNCIA BRASIL, 2010).

Além do crescimento econômico, o Brasil tem como desafio sediar uma Copa do Mundo em 2014 e

as olimpíadas no Rio de janeiro em 2016. Isso exigirá dos governos medidas para suprir a demanda por

energia. Existem diversas medidas já sendo tomadas pelos governantes, como construção de usinas de

grande porte e utilização de fontes alternativas como biomassa e eólica.

Nesse contexto a introdução de PCHs se torna interessante devido às inúmeras vantagens, dentre

elas, o baixo custo de implantação e reativação das PCHs desativadas, nas já construídas o baixo custo para

reativação e baixo índice de impactos socioambientais quando comparados as UHEs.

14

Figura 1: Indicadores sociais para diversos países

Fonte: GOLDEMBERG, 1998

3.2 Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs)

Segundo a Resolução 652 da Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL(2003), pequenas centrais

hidrelétricas são aproveitamentos hidrelétricos com potência entre 1 e 30 MW e área inundada de até 3,0

km². Outras características de obras civis, licenciamento ambiental, documentação e estudos necessários para

a execução das obras estão especificados nas, Diretrizes para Elaboração de Projeto Básico de Pequenas

Centrais Hidrelétricas (ELETROBRÁS, 2000).

Existem usinas menores conhecidas como micro e mini centrais, conforme apresento na tabela 1 com os seus

respectivos parâmetros.

15

Tabela 1: Classificação de usinas hidrelétricas

CLASSIFICAÇÃO DAS

CENTRAIS

POTÊNCIA - P QUEDA DE PROJETO - Hd (m)

(kW) BAIXA MÉDIA ALTA

MICRO P < 100 Hd < 15 15 < Hd < 50 Hd > 50

MINI 100 < P < 1.000 Hd < 20 20 < Hd < 100 Hd > 100

PEQUENAS 1.000 < P < 30.000 Hd < 25 25 < Hd < 130 Hd > 130

Fonte: ELETROBRÁS/ANEEL,(1997).

Os principais tipos de PCHs, também especificado pela Resolução 652 da ANEEL, são:

A fio d’água: esse tipo é empregado quando as vazões de estiagem do rio são iguais ou maiores

que a descarga necessária à potência a ser instalada para atender à demanda máxima prevista. No

projeto não há necessidade de estudo de regularização de vazões e de sazonalidades;

Com regulação diária do reservatório: quando as vazões estiverem menores que as estabelecidas

para conseguir alcançar a capacidade de geração da PCH (período de estiagem). Então é

projetado um reservatório que suprir a falta de vazão de forma a manter a geração, isso em um

período diário;

Com regulação mensal do reservatório: a regulação mensal é semelhante à regulação diária, a

com a diferença que a regulação ocorre num período maior, de um mês.

As pequenas centrais hidrelétricas são compostas por diversos componentes, definidos pela

ELETROBRÁS (2000) em Diretrizes para Elaboração de Projeto Básico de Pequenas Centrais Hidrelétricas.

Entre esses componentes de forma simplificada, tem-se:

Barragem: a barragem é a estrutura que tem a função de represar a água, visando, com a elevação

do nível d’água do rio, possibilitar a alimentação da tomada d’água. No caso de locais de baixa

queda, a barragem tem também a função de criar o desnível necessário à produção da energia

desejada.

Reservatórios: são lagos formados pelo represamento de água pela barragem, e onde a energia está

armazenada em forma de energia potencial. Para a construção dos reservatórios são necessários

estudos ambientais e sociais, pois eles são os principais causadores de problemas ambientais.

Vertedouro: é uma estrutura de concreto construída ao lado da barragem com a finalidade de verter

o excesso de água que o reservatório não tem capacidade de armazenar, seu controle é feito através

da abertura e fechamento comportas.

Tomada d’água: é uma estrutura de grande importância, pois conecta a câmara de carga ao conduto

forçado, pode haver falhas nessa estrutura, pois se houver vazamento durante a operação não são

possíveis reparos sem a paralisação da usina. Juntamente a está estrutura existe uma grade com uma

inclinação que tem a finalidade reter objetos que possivelmente venham na corredeira do rio, como

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galhos e animais mortos, para que não entrem na turbina e a danifiquem. A grade tem a inclinação

para empurrar um possível objeto para a superfície do rio, facilitando a retirada;

Desarenador: é uma câmara posicionada à montante da estrutura da tomada d’água, destinada à

decantação da totalidade ou parte do material sólido grosso, com granulometria compreendida entre

0,1 e 10 mm, transportado pelo escoamento;

Canal de adução: o canal tem grande importância na usina, pois é através dele que a água percorre a

distância entre o reservatório até a câmara de carga, esse canal pode ser construído de concreto ou de

outro material para o melhor fluxo de água;

Câmara de carga: está localizada entre o canal de adução e o conduto forçado. Sua função é

impedir a entrada de ar no conduto forçado. Esta câmara é construída de material semelhante ao

canal de adução.

Comportas: tem a finalidade de controlar a vazão de água para a unidade geradora para eventuais

manutenções ou limpezas. As comportas estão localizadas na tomada d’água, no vertedouro, na

entrada e saída da turbina e também existem comportas chamadas descarregadores de fundo, que é

uma estrutura com a finalidade de limpeza do fundo do reservatório;

Conduto forçado: é uma tubulação normalmente de metal que liga o canal de adução e turbina.

Nesse percurso a pressão aumenta para melhorar a geração e este apresenta uma inclinação.

Chaminé de equilíbrio: é uma estrutura de concreto construída no conduto forçado com duas

finalidades principais. A primeira é armazenar água para que no início da operação da usina, a água

tenha força suficiente para vencer a inércia da turbina. A segunda função dessa estrutura é evitar

golpes de aríete que são causados quando as comportas são fechadas a água bate na comporta e volta

o conduto forçado, assim danificando as estruturas da usina, então a chaminé evita o golpe de aríete;

Casa de máquinas: é uma construção de alvenaria para abrigar e proteger a turbina e o gerador, que

são responsáveis pela transformação da energia potencial da água do reservatório em energia elétrica

e abriga todos os equipamentos de medição e controle;

Painel de medição e painel de proteção: no painel de medição encontram-se todos os instrumentos

que farão as medidas necessárias para que a PCH opere corretamente e para o operador acompanhar

o funcionamento da usina. O painel de proteção serve para proteger os equipamentos da casa de

máquinas, como os geradores e reguladores de velocidades, contra possíveis problemas que as linhas

de transmissão tragam para a PCH, como lo, aumento da corrente na carga por algum problema;

Transformadores: são equipamentos baseados em princípios eletromagnéticos e são utilizados para

elevar a tensão que é gerada para ser transmitida com o mínimo de perdas, e também para isolar

fisicamente o sistema de geração do sistema de transmissão.

A Figura 2 apresenta de maneira simplificada os principais componentes de uma PCH.

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Figura 2: Representação esquemática dos principais componentes de uma PCH.

Fonte: Bortoni et.al. (1999).

3.3 Turbinas Hidráulicas

Turbina hidráulica é uma máquina que através do escoamento de um líquido como água e óleo tem

por finalidade transformar a energia cinética contida no fluido em energia mecânica, para ser aproveitada

como trabalho (ROMA, 2003).

Segundo Mauad (2003) existem basicamente dois tipos de turbinas convencionais: turbinas de ação e

de reação. As turbinas de ação são aquelas que transformam a energia potencial em energia cinética a

pressão constante. A turbina de ação mais usada é a de Pelton. Na turbina de reação a água tem pressão

variando desde a entrada até a saída da turbina, havendo conversão de energia cinética e de energia potencial

(pressão) em energia mecânica, sendo as mais usadas, a Francis, Hélice e Kaplan.

Os principais tipos de turbinas usados atualmente são definidos pelo Centro Nacional de Referência

em Pequenas Centrais Hidrelétricas (CERPCH, 2010):

Turbina Pelton: são turbinas tangenciais utilizadas para altas quedas (350 m até 1.100 m) e baixas

vazões, em regiões montanhosas. Este modelo de turbina é constituído por um rotor dotado de pás

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em forma de conchas e são igualmente espaçadas pela sua periferia e ainda é impulsionada por jatos

que variam de um a seis. O espaçamento desses jatos é necessário para o balanceamento dinâmico do

rotor e faz com que esse tipo de turbina tenha um bom desempenho em várias situações. Um dos

problemas é devido à alta velocidade que a água se choca com o rotor, pois isso causa um efeito

abrasivo nas pás;

Turbina Francis: são máquinas de reação, escoamento radial (lento e normal) e escoamento misto

(rápida) e é usada em desníveis pequenos de cerca de 20 metros até quedas altas de 600 metros.

Apresenta um alto rendimento, sendo ele proporcional à potência, ao grau de fabricação e ao

acabamento da turbina;

Turbina Kaplan: trabalham em quedas de 20 a 50 m e altas vazões e são semelhantes à turbina do

tipo Francis, mas com uma diferença no rotor. Essa turbina se assemelha a um propulsor de navio

com duas a seis pás móveis. Esse movimento necessita de um sistema montado dentro do cubo do

rotor composto por manivelas e um êmbolo. A Kaplan também apresenta uma curva de rendimento

“plana” garantindo uma boa faixa de operação.

Turbina Bulbo: é semelhante à turbina Kaplan, mas devido à baixa queda (inferior a 20 m), o

gerador encontra-se em um bulbo por onde a água flui ao seu redor antes de chegar às pás, e opera

em quedas inferiores a 20 m e altas vazões;

Turbina Michell-Banki: é largamente utilizada no mundo, mostra-se altamente indicada para o uso

em áreas rurais, particularmente em pequenas centrais hidrelétricas (PCH’s). De tecnologia simples

requer poucos equipamentos para sua fabricação e manutenção, permitindo sua construção em

oficinas pouco sofisticadas. O seu campo de aplicação atende quedas de 3 a 100 metros, vazões de

0,02 a 2,0 m³/s e potências de 1 a 100 kW. Devido à sua facilidade de padronização, pode apresentar

rotações específicas entre 40 e 200 rpm;

Turbina Turgo. essa turbina é semelhante à Turbina Pelton, mas o jato é lateral e incide no injetor

e no rotor lateralmente, formando um ângulo entre 100 e 200 graus. A água escoa pelas pás saindo

livremente do outro lado para o canal de fuga. Com rotações específicas (nq) variando de 15 a 65

rpm, a Turgo atende a quedas entre 15 a 100 m e vazões de 0,01 a 0,100 m3/s, com potências de 100

W a 100 kW. Devido às maiores vazões admissíveis nos injetores da roda Turgo, ocorrem uma

diminuição do número de injetores, e consequentemente, há uma simplificação no sistema de

controle de velocidade. Com a diminuição do diâmetro há um aumento na rotação, logo, sob quedas

menores, é possível obter rotações adequadas ao gerador;

Turbina Shiele: A Turbina Schiele é produzida somente pela empresa Water Power Engineering,

em Cambridge, Inglaterra, e apresenta-se como um interessante tipo de turbina de reação. De rotor

aberto, com fluxo em paralelo, ela opera submersa abaixo do nível de jusante. O seu campo de

aplicação cobre quedas de 1 a 10 m, vazões de 0,095 a 1,7 m3/s, gerando potências desde 1,7 a 58

kW. Pelos dados fornecidos pelo seu fabricante, a rotação específica adotada é da ordem de 60 rpm.

19

Trata-se de uma concorrente da Turbina Michell-Banki, sendo que as vantagens estão no fato de

assumirem diâmetros menores e, consequentemente, maiores rotações que as turbinas de impulso. O

rotor, que é fabricado em diâmetros padrões (200, 300, 400 e 600 mm), são instalados com eixo

vertical, dentro de uma caixa espiral que, por sua vez, é ligada à tomada d’água por uma tubulação

de PVC. A água que vem escoando pelo rotor é dividida, saindo tanto pela parte superior quanto

inferior do rotor, para daí escoar para o canal de fuga através de um curto tubo de sucção. Devido ao

emprego de polímeros na fundição do rotor, não se faz necessário a usinagem pós-fabricação. Com

um acabamento extremamente liso e de alta integridade, o polímero por ser flexível, dá à turbina

uma alta resistência à erosão dos detritos que por ventura passem pela grade.

3.4 Geradores Elétricos

Geradores elétricos são máquinas elétricas rotativas que utilizam conceitos de eletromagnetismo para

transformar energia mecânica de rotação em energia elétrica.

O funcionamento de um gerador é baseado na lei de Faraday-Lenz, que pode ser enunciada da seguinte

maneira: a f.e.m. (força eletromotriz) induzida num circuito é igual à taxa de variação do fluxo magnético

através do circuito com o sinal trocado, expressado pela equação abaixo em Volts (V) (HALIDAY,1984).

(1)

Onde,

fem = Força magnetomotriz;

dɸ = Variação de fluxo magnético

dt = variação do tempo.

E pode ser entendida através do gerador elementar representado pela Figura 3. O gerador elementar é

composto por uma única espira de fio de cobre de formato retangular conectada nas suas pontas anéis

também feitos de cobre, que entraram em contato com escovas de carvão, onde será retirada a tensão e a

potência.

20

Figura 3: Gerador elementar corrente alternada

Fonte: COPEL/EDUCAÇÃO, 2010

A essa espira imersa em um campo magnético criado entre os pólos Norte e Sul de um imã

permanente é aplicado um movimento rotativo por uma força externa, no caso das centrais hidrelétricas essa

força externa é o movimento da água. Surge uma corrente nessa espira e consequentemente uma tensão nas

escovas colocadas nos anéis, essa tensão é denominada força eletromotriz.

As máquinas que são usadas para geração em centrais hidrelétricas são baseadas no funcionamento

de um simples gerador elementar, mas devido às proporções de geração de potência e tensão, os geradores

são mais complexos e necessitam de outros componentes. Essas máquinas são chamadas de geradores

síncronos ou alternadores, e serão explicados a seguir segundo GRUPOZUG (2010).

Mecanicamente, o alternador é constituído por duas partes principais: uma fixa, que é a carcaça,

conhecida como estator, onde se encontram os pés de fixação, as ranhuras para alocação das bobinas, os

terminais de saída e as tampas da carcaça abrigam os mancais para o eixo. E a outra móvel, conhecida como

rotor, que é um eixo composto por bobinas e nas extremidades desse eixo encontram-se rolamentos que

apóiam nos mancais.

Eletricamente os geradores também são divididos em duas partes, sendo uma é responsável pelo

campo magnético, onde estão localizados os pólos do alternador, chamado de campo (ou indutor). E a outra é

onde aparece a força eletromotriz, a qual se denomina de induzido. Os posicionamentos do campo e do

induzido dão origem a dois tipos de máquinas. Quando o campo está localizado no estator, tem-se uma

máquina de pólos fixos, e ao contrário, quando o campo se encontra no rotor, tem-se uma máquina de pólos

girantes. As máquinas de pólos fixos são pouco utilizadas devido ao inconveniente da necessidade de

escovas para retirar a energia gerada. As máquinas de pólos girantes são as mais utilizadas por permitirem a

retirada de energia diretamente dos terminais das bobinas.

Os geradores explicados anteriormente são os monofásicos, porém os utilizados em usinas são

geradores trifásicos que têm uma pequena diferença: que deve-se ao fato de possuir três grupos

independentes de bobinas defasadas em 120º entre si, para obter as configurações desejadas de ligações e

21

assim conseguir diferentes tensões. Na Figura 4 é representado um esquema de um gerador trifásico com

seus componentes.

Figura 4: Esquema de um gerador.

Fonte: GRUPO ZUG,2010

3.5 Impactos Socioambientais de Pequenas Centrais Hidrelétricas

Os empreendimentos hidrelétricos, de uma forma geral, produzem grandes impactos negativos sobre

o meio ambiente, que são verificados ao longo e além do tempo de vida da usina e do projeto, bem como em

todo o espaço físico envolvido. Os impactos se focam nas relações com unidades físicas, biológicas e

socioeconômicas, associadas principalmente à área em estudo.

Para esse tipo de empreendimento é importante que haja uma gestão ambiental em todas as fases,

desde as fases iniciais do projeto, passando pela etapa de construção, e que continue ao longo da vida útil da

usina, para que possa minimizar os efeitos negativos e maximizar os benefícios da mesma (GYORI, 2007).

Os impactos ambientais negativos de uma PCH são (NILTON, 2009).:

Inundação de áreas agricultáveis;

22

Perda de vegetação e da fauna terrestres;

Interferência na migração dos peixes;

Mudanças hidrológicas a jusante da represa;

Alterações na fauna do rio;

Interferências no transporte de sedimentos;

Perda da biodiversidade, terrestre e aquática.

A construção de (PCHs), sem dúvida, também causa impactos ambientais negativos, porém em

proporções menores. O fato de o reservatório apresentar dimensões menores, muitos dos impactos

mencionados anteriormente são amenizados e, se forem consideradas as PCHs a fio d’água, alguns deles

podem ser evitados.

Nem todos os efeitos da construção de uma PCH são negativos. Devem-se considerar também os

diversos efeitos positivos, como (NILTON, 2009):

Produção de energia renovável: hidroeletricidade;

Retenção de água regionalmente;

Aumento do potencial de água potável e de recursos hídricos reservados;

Criação de possibilidades de recreação e turismo;

Aumento do potencial de irrigação;

Aumento e melhoria da navegação e transporte;

Aumento da produção de peixes e da possibilidade de aquicultura;

Regulação do fluxo e inundações;

Aumento das possibilidades de trabalho para a população local (NILTON, 2009).

Além dos impactos ambientais, as PCHs também proporcionam impactos no sentido sociais mais

complexos, devido ao fato de envolver pessoas:

Deslocamento da população à montante e à jusante da barragem;

As pessoas deslocadas por causa de outras partes do projeto (como por exemplo, as linhas de

transmissão, a casa de máquinas, etc.);

As famílias que perdem suas terras ou parte delas, mas que permanecem com suas casas;

As pessoas que utilizam as terras comuns para pastagem do gado, colheita de frutos, vegetais e

madeiras;

As pessoas que têm seu acesso a escolas, hospitais e comércio obstruído em função da destruição e

alagamento de estradas;

As pessoas cujas atividades econômicas dependiam da população deslocada, como por exemplo,

professoras de escolas inundadas, caminhoneiros que transportavam a população, etc.

23

Empreendimentos hidrelétricos são considerados uma alternativa sustentável e renovável para a

geração de energia elétrica, porém causam impactos socioambientais que podem inviabilizar ou encarecer a

construção da usina. Por isso a necessidade de fazer todos os procedimentos legais para avaliar o impacto da

usina, e apresentar ao empreendedor quais serão as ações que deverão ser tomadas para minimizar os

impactos. Assim o investidor pode calcular o valor real do investimento, considerando as medidas para

impedir ou diminuir os impactos. Na Figura 5 é apresentado um fluxograma simplificado de quais

procedimentos os empreendedores devem tomar para obter o licenciamento de uma PCH:

Figura 5: Diagrama simplificado do procedimento de Licenciamento Ambiental.

Fonte: Aguilar (2010).

3.6 Repotenciação

Na literatura existem diversas definições para repotenciação que, entre outros fatores, do tipo

do projeto no qual está se referindo. No caso de empreendimentos hidrelétricos uma boa definição é proposta

por Veiga (2001): “é todo projeto que visa gerar um ganho de potência ou de rendimento da usina”.

Existem também outras definições, como as definidas por Santos (2003):

24

“Redefinição da potência nominal originalmente projetada, através da adoção de avanços tecnológicos e

de concepções mais modernas de projeto”.

“Elevação da potência máxima de operação, em função de folgas devidamente comprovadas no projeto

originalmente concebido, sem incorporar novas tecnologias à unidade geradora”.

Esta classificação considera a extensão das obras no empreendimento. São os tipos adotados pela

ANEEL,segundo Veiga (2001), obtendo-se a seguinte classificação:

Repotenciação mínima: corresponde ao reparo do conjunto turbina gerador, recuperando seus

rendimentos iniciais;

Repotenciação leve: corresponde à classificação adotada pela ANEEL em que se obtém na ordem de

10% de ganho de capacidade, valor adotado por já existirem vários casos neste nível. Representa a

repotenciação da turbina e do gerador;

Repotenciação pesada: corresponde à classificação pela ANEEL com ganhos de capacidade de 20 a

30% pela troca de rotor com poucos casos registrados.

Não existe um perfil padrão para que se diga que determinada usina precisa passar por um processo

de repotenciação, porém nota-se um padrão nas usinas que já passaram por repotenciação ou mesmo

somente uma avaliação teórica.

Essas usinas, no caso as PCHs, são usinas com mais de 50 anos sem sofrer qualquer melhoria e que

geram potências inferiores às dimensionados. Somente uma avaliação completa dela poderá afirmar se a

usina deve ou não ser repotenciadas.

A realização prévia de avaliações técnicas a fim de se conhecer, criteriosamente, a eficiência da

geração de energia e o estado atual dos equipamentos têm como principais objetivos estimar o tempo de vida

residual da usina e assim introduzir corretivas ou intervenções, visando à otimização da geração elétrica

(redução de perdas) e o aumento da confiabilidade.

Após a avaliação do desempenho global de uma usina hidrelétrica e de suas unidades geradoras

individualmente, existem quatro opões do ponto de vista estritamente gerencial, que são: desativação, reparo,

reconstrução e reabilitação.

A desativação representa a retirada da usina de funcionamento ou até mesmo a demolição da mesma.

O reparo é um procedimento que ocorre diariamente em todas as usinas, porém existe um fator limitante, que

é a vida útil dos componentes da usina. Segundo o Ministério de Minas e Energia (MME) (2008), as duas

primeiras opções representam inconstância na disponibilidade futura das máquinas causando baixa

confiabilidade e baixo fator de capacidade, não justificando novos investimentos no empreendimento.

Ainda segundo Ministério de Minas e Energia (MME) (2008), a opção de reconstrução é muito

aplicada a PCHs, com total substituição dos componentes de geração da usina, ou seja, a estrutura de

construção civil como barragens, casa de máquinas, entre outras, serão mantidas, o que sofrerá alteração são

25

os componentes de geração. Entretanto pode haver melhorias nos componentes estruturais, como por

exemplo, pinturas e impermeabilizações.

Por fim a reabilitação deve resultar em extensão da vida útil, melhoria do rendimento, incremento da

confiabilidade, redução da manutenção e simplificação da operação. Os dois últimos casos poderiam ser

chamados de repotenciação, pois têm justificativas suficientes para novos investimentos no empreendimento.

Os principais fatores que justificam a usina a passar pelo processo de repotenciação é a deterioração

dos equipamentos, obsolescência do dimensionamento da usina e defasagem tecnológica, Todos estão

relacionados com o fator tempo, e serão definidos a seguir segundo o Ministério de Minas e Energia (MME)

(2008).

Deterioração dos equipamentos: essa deterioração é natural e está relacionada à vida útil dos

equipamentos da usina. A velocidade e a intensidade da deterioração estão vinculadas aos materiais

utilizados e ao regime de operação e manutenção que foram efetuados;

Obsolescência do dimensionamento da usina: esse fator é o mais importante para a repotenciação,

pois dele podem-se retirar grandes ganhos de potência. A obsolescência está relacionada aos

parâmetros usados para dimensionar os equipamentos da usina, que podem ter sofrido alterações ou

até mesmo erros de medidas devido à tecnologia usada na época. Outros exemplos que podem

influenciar nesses parâmetros são a evolução da tecnologia de medição e restituição de vazões

afluentes que também é responsável por variações, por vezes significativas, encontradas em algumas

usinas. A construção de um novo aproveitamento hidrelétrico a montante de outros na mesma bacia

hidrográfica, pode implicar em alteração dos parâmetros de potência efetiva e energia firme a serem

atribuídos às usinas de jusante da bacia, ensejando uma revisão sequencial.

Defasagem tecnológica: a esse fator qualquer tipo de usina está sujeita devido à evolução

tecnológica dos componentes envolvidos. Em razão da defasagem tecnológica, a eficiência dos

antigos equipamentos instalados na usina poderá ser, em muitos casos, bastante inferior à de novos

equipamentos (turbina, gerador, sistemas de controle, etc.).

3.7 Avaliação para repotenciação de Pequenas Centrais Hidrelétricas

Antes de avaliar os meios possíveis de conseguir um aumento significativo na potência da usina

através do processo de repotenciação, é necessário entender a equação que determina a energia produzida por

ela. Para entender essa equação, tem-se que entender outros conceitos que serão explicados juntamente com

o desenvolvimento da equação da energia.

A potência instantânea natural disponível em uma central hidrelétrica é dada pela equação 2

(MAUAD, 2003):

P = g . ρ . ɳt . ɳg . h . Q (2)

26

Onde:

P = potência natural disponível ou capacidade instantânea de produção de energia elétrica (em MW);

g = constante que depende da aceleração da gravidade (m/s2)

ρ=densidade específica da água;

ɳt = rendimento da Turbina;

ɳg = rendimento do Gerador;

h = altura de queda líquida, correspondente à diferença entre os níveis de montante e de jusante, (em m);

Q = vazão total turbinada pelo conjunto de unidades geradoras (em m3/s).

A potência instalada da usina é determinada com base nos critérios de dimensionamento de usinas

hidrelétricas (MME, 2007), tendo em conta que os valores de h e Q podem variar significativamente com o

tempo e com a operação da usina. Assim, de forma simplificada, o cálculo da potência instalada é dado pela

seguinte expressão:

PI = g . ρ . ɳt . ɳg . hr . Qr (3)

Onde:

PI = potência instalada na usina ( MW);

hr = altura de queda líquida usada como referência para o projeto da turbina, ou seja, para a qual o

rendimento da turbina será máximo ( m);

Qr = vazão total turbinada de referência, ou seja, vazão nominal utilizada como referência para se determinar

a potência nominal dos geradores ( m3/s).

A capacidade de produção de energia elétrica de uma usina estará sempre limitada pela potência

efetiva total dos geradores. Além disso, em um instante qualquer, a potência total disponível para geração

pode estar reduzida devido às indisponibilidades forçadas e programadas de unidades geradoras. Assim, em

média, tem-se:

Pd = fd . PI (4)

Onde:

Pd = potência média disponível ou capacidade média de geração da usina ( MW);

fd = fator de disponibilidade média das unidades geradoras;

PI = potência instalada na usina ( MW).

27

Para se determinar a produção de energia de uma usina ao longo de um ano, é necessário conhecer a

evolução dos parâmetros h e Q ao longo do ano. Todavia, utilizando-se valores médios para os parâmetros r,

h e Q, ou seja, admitindo-se uma potência efetiva média constante ao longo do ano, pode-se estimar a

quantidade total de energia produzida pela usina hidrelétrica, através da seguinte expressão:

E = 8760 . fp . fd . PI (5)

Onde:

E = energia total gerada na usina ao longo de um ano, ou 8.760 horas ( MWh/ano);

fp = fator de permanência, que reflete a disponibilidade média anual de vazão e queda líquida na usina, ou

seja , do produto h x Q, para a produção de energia elétrica.

A energia firme de uma usina corresponde à sua geração média ao longo do período crítico: maior

período de tempo em que os reservatórios, partindo cheios e sem reenchimentos totais, são deplecionados ao

máximo, estando o sistema submetido à sua energia firme.

Desta forma, utilizando-se a equação (5), pode-se definir a energia firme (E*) de uma usina da

seguinte forma:

E* = 8.760 . fp* . fd . PI (6)

Onde: Ministério de Minas e Energia

fp* = fator de permanência crítico, ou seja, computado ao longo do período crítico do sistema de referência.

A expressão (6) pode ser usada também para se calcular o fator de capacidade (FC) da usina hidrelétrica,

definido como:

FC = E* / (8.760 . PI) = fp * . fd (7)

Substituindo a expressão (3) em (6), tem-se:

E* = 8760 . fp * . fd . g . ρ . ɳt . ɳg. hr . Qr (8)

Analisando-se a equação (8), pode-se verificar que basicamente são quatro formas de se aumentar a

produção de energia em uma usina hidrelétrica, através de ações de repotenciação que podem proporcionar

28

ganho: de rendimento (ɳ), na queda líquida (hr), na vazão turbinada (Qr), e de disponibilidade (fd), Essas

ações serão explicadas com mais detalhes a seguir.

3.7.1 Ganhos de rendimento (ɳ)

O ganho de rendimento pode ser obtido através de dois componentes principais de uma usina, que

são as turbinas hidráulicas e os geradores elétricos. Segundo a Ministério de Minas e Energia (MME) (2008),

o principal fator que favorece o ganho de rendimento é a introdução de novas tecnologias em equipamentos

de conversão eletromecânica, dentre elas, novos materiais em geradores elétricos e turbinas e diferentes

disposições das pás de turbinas tornando mais eficientes. Isso é decorrente das usinas terem sido construídas

há muitos anos, o que se agrava nas PCHs, que são mais antigas do que usinas de grande porte. Segundo a

WWF Brasil (2004) a média de idade das PCHs do Brasil é de 57 anos, pois foram construídas na década de

40 e 50. Portanto, uma simples substituição de parte ou total de componentes pode elevar o rendimento da

PCH.

Antes de iniciar qualquer tipo de ação de repotenciação em relação ao conjunto gerador-turbina é

necessário fazer um diagnóstico para mensurar qual é o atual rendimento da turbina e do gerador. Existe uma

sequência de procedimentos que devem ser seguidos para facilitar o diagnóstico. A seguir será explicado o

diagnóstico da turbina e do gerador.

Segundo Justino (2006), o diagnóstico da turbina para ações de repotenciação deve começar com o

levantamento da documentação da turbina, que é a documentação do projeto e o prontuário de manutenção.

Esses documentos fornecem dados importantes para os cálculos de repotenciação. Entretanto muitas usinas

não têm esses documentos, por serem usinas antigas.

O passo seguinte é fazer o ensaio de rendimento dessa turbina, conhecido como “Index test”, e por

meios dele serão determinado as alterações no rendimento ou potência fornecida ao eixo do gerador devido

ao envelhecimento, erosões e qualquer outro tipo de problema que afetem a turbina. Esse teste será

conclusivo no sentido em que viabiliza as ações de repotenciação em relação à turbina.

Segundo Veiga (2001), o diagnóstico do gerador é de grande importância, pois é o componente que

possibilita o maior ganho de rendimento como observado na Tabela 2, e deve-se começar o diagnóstico da

mesma maneira das turbinas fazendo o levantamento dos documentos de projeto e dos prontuários de

manutenção.

Segundo as recomendações da Proposta de Normatização de Institute of Eletric and Eletronic

Engineers (IEEE ,2005), que são normas que determinam um programa completo para avaliação das

condições dos componentes do gerador. As conclusões tiradas nesse programa são índices de confiabilidade

dos equipamentos e o rendimento do gerador em análise, além de avaliar as condições do sistema de

refrigeração.

29

Os resultados de ambos os testes serão conclusivos no sentido que eles viabilizam as ações de

repotenciação em relação ao conjunto turbina e gerador, e também indicam quais os pontos que necessitam

de intervenção para melhorar o rendimento da usina.

Tabela 2: Ganhos de repotenciação

Recapacitação Tipo Percentual de ganho

Hidrologia Energia/Potência 10 a 15%

Circuito Hidráulico Potência Até 1%

Turbina Potência 2 a 5%

Gerador Potência 20 a 30%

Fonte: Veiga (2001).

3.7.2 Ganho na queda líquida (hr)

Segundo a NOTA TÉCNICA MME (2008) para se obter um ganho em relação à queda líquida pode-

se alterar as cotas da usina tanto a montante como a jusante, porém isso demandaria o início de obras na

estrutura da usina e poderia encarecer o processo de repotenciação. Veiga (2001) sugere uma alternativa para

obter ganho na queda líquida que é diminuir as perdas no circuito hidráulico da usina compreendido entre a

tomada d’água e tubo de sucção na saída da turbina, que ocorrem devido ao envelhecimento, no caso das

usinas que tem o perfil para serem repotenciadas são muito antigas, e também devido à defasagem

tecnológica em materiais utilizados que aumenta a rugosidade do circuito hidráulico.

Fabiani et al.(2008) afirmam que é possível aumentar o ganho de potência fazendo recuperação no

circuito hidráulico através de manutenção de grades na tomada d’água e recuperação das paredes internas do

conduto forçado para melhorar a rugosidade e assim diminuir as perdas por atrito nas paredes. No trabalho

Fabiani et al.(2008) demonstram em duas PCHs quanto de potência pode-se obter quando o circuito

hidráulico, no caso o conduto forçado, passa por um processo de repotenciação através da aplicação de uma

resina que diminui a rugosidade interna do conduto forçado. No caso da PCH Fagundes houve aumento da

vazão máxima escoada de 5,36 m³/s para 7,31 m³/s, suficiente para instalar máquinas com potência total de 8

MW, ou invés dos 4,8 MW instalados atualmente. Em outro caso, a PCH Piabanha não possui condutos em

bom estado de conservação, e a recuperação dos condutos com resina permitirá o retorno a condições seguras

de operação. Permitirá, ainda, o aumento da vazão máxima escoada de 26,37 m³/s para 29,88 m³/s, suficiente

para instalar máquinas com potência total de 12 MW, ao invés dos 9 MW instalados atualmente.

Desse modo, para se obter ganho de queda líquida, do ponto de vista dos processos de repotenciação,

seria mais interessante atuar na diminuição das perdas do circuito hidráulico do que na queda propriamente

30

dita, pois demandaria a execução de obras nas partes estruturais, podendo inviabilizar a repotenciação devido

ao aumento do custo do projeto.

3.7.3 Ganho na vazão turbinada (Qr)

Segundo Ministério de Minas e Energia (MME) (2008) para se obter ganho na vazão turbinada deve-

se avaliar as condições hidrológicas do local, onde a usina está implantada para obter os valores de vazão em

que a usina estáoperando. Para que seja possível ações de repotenciação é necessário que a usina tenha sido

sub - dimensionada.

Segundo Veiga (2001), em pequenas centrais hidrelétricas é comum o sub – dimensionamento,

devido à prática de não esgotamento do potencial hídrico do rio. Como as PCHs são centrais antigas o

levantamento das séries históricas de vazões do rio utilizou-se instrumentos que não tem a precisão atual, e

isso pode gerar erros consideráveis nos cálculos de energia das usinas.

Ainda segundo Veiga (2001) é necessário seguir um procedimento para os estudos hidrológicos que

estão listados a seguir:

Coleta de vazões do rio onde a usina está alocada, através do Serviço de Informações hidrológicas da

ANA (Agencia Nacional de Águas);

Verificação das estações fluviométricas na região da bacia hidrográfica do rio;

Medições de vazões na usina;

Estudo de regressão, se necessário;

Comparação de dados novos com os dados antigos da usina.

O resultado da avaliação hidrológica fornecerá os parâmetros necessários para avaliar quais os locais

que deverão sofrer ações de repotenciação e assim garantir o ganho de vazão turbinada para aumentar a

energia da usina ou voltar com a energia idealizada na sua construção.

3.7.4 Ganho na disponibilidade (fd)

O fator de disponibilidade (fd) apresentado na equação (7) é definido pelo Informe Técnico da

Empresa de Pesquisa Energética –(EPE, 2006) como sendo a capacidade de usina estar em condições de

gerar, em um dado instante ou durante um intervalo de tempo, levando em considerações alguns aspectos

como confiabilidade e a manutenção conforme apresentação na equação 9.

fd = (1 – TEIF) . (1 – IP) (9)

Em que:

31

TEIF = taxa equivalente de indisponibilidade forçada no ano;

IP = índice de indisponibilidade programada no ano.

Os índices TEIF e IP são calculados anualmente com base nos registros históricos de operação a

usina pela ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico), e são definidos pelo Informe Técnico EPE 2006):

Indisponibilidade programada - IP: percentual do tempo em que a usina não está apta a operar, devido à

execução de programa de manutenção preventiva.

Taxa equivalente de indisponibilidade forçada - TEIF: percentual de um período de tempo em que a usina

não está apta a operar, devido à ocorrência de falha ou interrupção de emergência em condições não

programadas.

Segundo o Relatório do Operador Nacional do Sistema Elétrico (NOS, 2010) as usinas hidrelétricas

brasileiras apresentam valores relativamente baixos tanto para a TEIF (inferior a 2,5%) quanto para IP (na

faixa de 5 a 8%). Assim não é possível obter grandes melhorias através de ações de repotenciação no fator de

disponibilidade devido ao bom planejamento do sistema elétrico brasileiro.

3.8 Impactos da repotenciação de Pequenas Centrais Hidrelétricas

No Brasil, não existe nenhuma legislação específica para obras de repotenciação de usinas, porém

devem ser seguidas as diretrizes da regulamentação em vigor para novos ou expansão de aproveitamentos

hidrelétricos. Assim todo acréscimo de geração deve ser registrado e autorizado pela ANEEL.

As Resoluções da ANEEL que se aplicam à repotenciação de grandes e pequenas centrais hidrelétricas

(COMASE/LAISE, 2007) são:

A Resolução ANEEL 395/98 (ANEEL, 1998): estabelecem procedimentos gerais para registro e aprovação

de estudos de viabilidade e projeto básico de empreendimentos de geração hidrelétrica, assim como fornece

autorização para exploração de centrais hidrelétricas e declara de utilidade pública, para fins de

desapropriação, áreas necessárias à implantação de instalações de geração de energia elétrica. Os estudos e

projetos serão avaliados quanto: ao desenvolvimento dos estudos ou projetos fundamentados em estudos

básicos consistentes e adequados à etapa e ao porte do empreendimento; ao atendimento da boa técnica em

nível de projetos e soluções para o empreendimento, especialmente quanto às condições de atualidade,

eficiência, segurança e apresentação de custos com precisão adequada às diversas etapas de desenvolvimento

dos estudos, de modo a garantir uma correta definição do dimensionamento ótimo, de acordo com as normas

técnicas e procedimentos instituídos pela ANEEL; à articulação com os órgãos ambientais e de gestão de

recursos hídricos, nos níveis federal e estadual, bem como junto a outras instituições com interesse direto no

empreendimento, quando for o caso, visando a definição do aproveitamento ótimo e preservando o uso

múltiplo das águas; e à obtenção do licenciamento ambiental pertinente (Art. 12 e incisos).

Resolução ANEEL 112/99 (ANEEL, 1999): estabelece requisitos necessários à obtenção de registro ou

autorização para a implantação, ampliação ou repotenciação de centrais geradoras termelétricas, eólicas e de

32

outras fontes alternativas de energia, como as PCHs. A autorização de centrais geradoras com potência

superior a 5.000 kW deverá ser solicitada à ANEEL, mediante requerimento acompanhado de relatório

contendo a obtenção das licenças ambientais, entre outros (Art.5º). Para início das obras de implementação e

início de operação a Autorizada deverá, previamente ao início da construção da central geradora e de sua

operação, remeter à ANEEL cópia da LI (Licença de instalação) e LO (Licença de Operação) (Art. 16). A

Autorizada deverá manter em seu arquivo, à disposição da ANEEL, o Estudo de Impacto Ambiental (EIA) e

Relatório de Impacto do Meio Ambiente (RIMA) ou estudo ambiental formalmente requerido pelo órgão

ambiental conforme legislação específica de meio ambiente (Art. 17).

Tendo em vista a legislação ambiental citada acima referente a empreendimentos hidrelétricos, nota-

se que construir novas usinas terá muito mais impacto do que realizar a repotenciação e reativação das usinas

já existentes, assim eleva-se a oferta de energia elétrica do sistema, com impactos negativos menores ou

mesmo inexistentes (MALDONADO et al., 2006).

Supondo que as usinas a serem repotenciadas existem há mais de vinte anos, a maioria dos impactos

provocados no período da construção já foi absorvida pela natureza no decorrer dos anos, de modo que a

fauna e a flora já estão readaptadas ao ambiente (GYORI, 2007).

Segundo Gyori (2007) na repotenciação tipo reabilitação, onde não seja necessária a alteração do

nível do reservatório, não há possibilidade de novos processos erosivos à margens do reservatório, de

inundações de terras agrícolas e matas nativas e de novas decomposições orgânicas que afetem a qualidade

da água. Este tipo de repotenciação não é praticado em usinas de grande porte, pois qualquer alteração no

nível do reservatório poderia causar impactos de grandes proporções, elevando o custo do empreendimento e

consequentemente inviabilizando a obra.

Obras de repotenciação que resultam na reativação de usinas sem interferir no nível do reservatório

representam uma opção que não gera impactos ao meio ambiente além de reativar a economia local, no

sentido de aumentar as arrecadações municipais, gerar novos empregos à comunidade, incentivar o turismo e

a pesca recreativa (GYORI, 2007).

Incentivar atividades culturais na própria usina como: projetos educacionais para a população em

parceria com instituições municipais, abordando temas como piscicultura, agricultura, preservação

ambiental, preservação das espécies em extinção, uso racional de energia elétrica, uso racional da água, entre

outros. Projetos educacionais voltados para a conscientização sobre a importância da preservação e do uso

racional dos recursos disponíveis são fundamentais para diminuir os impactos socioculturais, melhorando a

qualidade de vida da população local.

3.9 A repotenciação no Brasil

A primeira repotenciação que ocorreu no Brasil foi a da Usina Ilha dos Pombos em Carmo – RJ da

empresa Light, com contrato assinado com a ABB/ALSTON em julho de 1997(AVRUCH, 1997). A partir

dessa data ocorreram diversas pelo país como pode ser observado na Tabela 3, alguns exemplos:

Tabela 3: Repotenciações, Reativações e Ampliações de UHE’s e PCH’s

33

Fonte: ANEEL, Superintendência de Fiscalização dos Serviços de Geração (SFG), (2001).

Atualmente a repotenciação se tornou uma atividade comum para os empreendedores e empresas do

setor elétrico. No Brasil existem empresas responsáveis pelas usinas investindo em repotenciação, algumas

notícias de exemplo:

“A Companhia Estadual de Energia Elétrica do Rio-Grande do Sul (CEEERS) decidiu no final do ano

passado voltar a investir na área de geração de energia elétrica. Para 2010, a estratégia do grupo é apostar na

repotenciação de suas pequenas centrais hidrelétricas.” (Jornal da energia, 2010).

“As medidas tomadas pela CPFL(Companhia Paulista de Força e Luz), para assegurar maior eficiência na

UHE Monte Claro, estão afinadas com o seu Projeto de Repotenciação e Modernização das Pequenas

Centrais Hidrelétricas (PCHs). Algumas das 19 PCHs da empresa já foram repotenciadas, o que significou

acréscimo de 10 MW na produção própria de energia.” (Planeta sustentável, 2011).

Essas notícias demonstram que as atividades de repotenciação em PCHs estão se tornando uma

prática comum entre as empresas responsáveis e fazendo com que não haja a necessidade de construir novas,

e assim aumente o fornecimento de energia sem agredir o meio ambiente.

Do ponto de vista das pequenas centrais hidrelétricas, o Brasil é um país que possui muitas PCH’s

devido à necessidade de energia no início do século XX para mineradoras. Entretanto, era um processo

descentralizado fazendo com que as usinas se espalhassem pelo país.

34

A situação de muitas dessas usinas é desconhecida como pode ser observado na Tabela 4 de dados

levantados até 1997. Essas usinas representam um potencial energético parado que poderia estar no sistema

de energia do Brasil, aumentando a capacidade de geração e reduzindo gastos com a construção de novas

usinas.

Tabela 4: Situação da PCH’s no Brasil até 1997.

Situação Quantidade Cap. Total Instalada(MW) Cap. Média instalada(MW)

Em operação 331 604,6 1,83

Em recapacitação 3 7,8 2,59

Reativação 7 16,6 2,36

Abandonadas 428 154,5 0,36

Desconhecidas 1089 327 0,3

Total 1.858 1.111,30 0,59 Fonte: AMARAL, (1999)

3.10 Matriz de Impacto Ambiental

Segundo Sánchez (2008) existem diversos tipos de matrizes para diversas aplicações, mas todas têm a

mesma função apresentar os impactos ambientais e classificá-los e suas ações de mitigação de forma a

qualquer pessoas entender.

Um tipo de matriz muito conhecida é a de Leolpold (1971), que foi o pioneiro a utilizar esse método

para apresentar impactos. Essa matriz permite uma rápida identificação dos problemas ambientais de um

projeto. E bastante abrangente, pois envolve aspectos físicos, biológicos e socioeconômicos. Entretanto há

desvantagens como, por exemplo, não pode avaliar a frequência das interações e nem fazer projeções no

tempo.

Leolpold (1971) informa que nesse tipo de matriz os impactos apresentam dois atributos: a

magnitude e a importância. Magnitude é a grandeza, em escala espacial e temporal, de um impacto (em

termos absolutos), importância é a intensidade do efeito relacionado com um dado fator ambiental, com

outros impactos ou determinadas características, como: direto/indireto, local/regional, imediato ou a

médio/longo prazo, temporário/permanente, reversível/irreversível.

Outro tipo de matriz apresentada por Sánchez (2008) é mais utilizada para pessoas que não são

especialistas na área, por exemplo, a população atingida pela construção de uma usina. Nessa matriz constam

os impactos, a fase do empreendimento, a classificação dos impactos, as medidas de controle e mitigação e

os programas ambientais.

Essa matriz não será utilizada pelo responsável dos projetos de medidas de mitigação, pois tem uma

interpretação subjetiva dos impactos.A matriz teria função de comunicação, pois serviria como um resumo

35

do texto de avaliação ambiental e possibilitaria que os vários leitores dos estudos de impacto determinem

rapidamente quais são os impactos considerados significativos e sua importância relativa (LEOPOLD, 1971)

Todo projeto que envolva meio físico, biológico e antrópico é preciso que tenha elaboração dos

estudos de ambiental com todas as exigências legais, para que não ocorra problemas no período da

implantação do empreendimento e posteriormente.

Sánchez (2008) afirma que uma matriz é suficiente para ser usada como uma lista de verificação de

referência ou como uma recordação do amplo espectro de ações e impactos ambientais que podem estar

relacionados às ações propostas.

4. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA EM ESTUDO

4.1 Características de Pirassununga – SP

Pirassununga está Localizada na latitude 21º59'46" Sul e longitude 47º25'33" Oeste, estando a uma

Altitude média de 627 metros.Conforme o Censo 2010 do IBGE (IBGE,2010), sua população é de 70.138

habitantes, e seu território possui uma área de 727km².

A economia de Pirassununga é bastante diversificada, baseada na agropecuária, indústrias de base e

de produtos, empresas de prestação de serviços e turismo (IBGE, 2009).

Na cidade encontram-se a Academia da Força Aérea (AFA), onde são formados oficiais dos quadros

de infantaria, intendência e aviação, todos de carreira e futuros comandantes de Organizações Militares

da Força Aérea Brasileira; a Universidade de São Paulo (USP), com os cursos de Engenharia de Alimentos,

Engenharia de Biossistemas, Medicina Veterinária e Zootecnia; o Forte Anhanguera, que abriga o 13º

Regimento de Cavalaria Mecanizado do Exército Brasileiro; o CEPTA - Centro Nacional de Pesquisa e

Conservação de Peixes Continentais, ligado ao ICMBio; Núcleo de Biologia de Peixes fluviais "Dr. Pedro de

Azevedo" e o Distrito de Cachoeira de Emas, recanto turístico, onde se encontram restaurantes

especializados na culinária à base de peixes, passeios de barco, pescaria, praias, quiosques e a cachoeira,

onde é comemorada a festa da piracema.

É interessante ressaltar que a indústria é composta por empresas de papel, metalúrgica, moveleira e

de materiais médicos e odontológicos, no nível de exportação. No setor agrícola é bem variada à produção,

desde frutas até sementes, entre elas produção de algodão, laranja e cana de açúcar. Na pecuária a criação de

frango para consumo é de grande expressão, porém há criação de todos os outros tipo de animais (ovinos,

bovinos e outros) e além dos seus derivados (IBGE,2009).

http://pt.wikipedia.org/wiki/Latitude

http://pt.wikipedia.org/wiki/Sul

http://pt.wikipedia.org/wiki/Longitude

http://pt.wikipedia.org/wiki/Oeste

http://pt.wikipedia.org/wiki/Academia_da_For%C3%A7a_A%C3%A9rea_(Brasil)

http://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7a_A%C3%A9rea_Brasileira

http://pt.wikipedia.org/wiki/Universidade_de_S%C3%A3o_Paulo

http://pt.wikipedia.org/wiki/13%C2%BA_Regimento_de_Cavalaria_Mecanizado

http://pt.wikipedia.org/wiki/13%C2%BA_Regimento_de_Cavalaria_Mecanizado

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ex%C3%A9rcito_Brasileiro

http://pt.wikipedia.org/wiki/ICMBio

http://pt.wikipedia.org/wiki/Cachoeira_de_Emas

36

4.2 Histórico da PCH de Emas

Em Cachoeira de Emas existem duas PCHs denominados da seguinte maneira PCH de Emas

“Velha” e PCH de Emas “Nova”. Elas estão localizada na mesma barragem, porém o canal de adução de

uma é derivado da outra, na(Figura 6).

Figura 6: PCHs de Emas “Nova” e Emas “Velha”

Fonte: Google Maps(2011)

A PCH de Emas “Velha” (Figura 7) foi construída com a finalidade de ajudar a suprir a demanda de

energia, que era somente abastecida pela Usina de Corumbataí em Rio Claro -SP, cuja maior parte da energia

produzida era consumida pela Companhia Paulista de Estradas de Ferro. Em 1916 foi adquirida a primeira

parte das terras à margem do rio Mogi Guaçu do proprietário Theodore Wille & Cia, e a segunda parte foi

adquirida em 1920 do proprietário Dr. Alberto de Almeida Prado. Assim, em 1922 iniciaram-se os trabalhos

de construção da captação e represamento. As obras se desenvolveram lentamente devido às condições do

37

rio, mas foram terminadas em setembro de 1922 fornecendo energia através da linha de Rio Claro-SP com

12 mil volts e 50 Hz. (CATALANO,2011)

Figura 7: PCH de Emas “Velha”

Fonte:CATALANO(2011)

Características da PCH Emas “Velha” (CATALANO,2011):

Canal adutor escavado em rocha até a câmara de carga e a barragem do tipo gravidade composta por

parte de madeira e concreto;

Na casa de máquinas se encontram três conjuntos geradores (Figura 8). Os conjuntos I e II são

constituídos por Turbina “Morgan-Smith” tipo Francis, eixo vertical, 1000HP e Gerador

“Westinghouse”, 750kVA e transformador “Oerlikon” 1500kVA. O conjunto III com Turbina “F.

Neumayer”, tipo Propeller, eixo vertical, 1925HP, gerador “Asea” 1750kVA e transformador

“Asea” de 1750kVA.

38

Figura 8:Casa de máquinas e gerador do conjunto I.

Fonte:CATALANO(2011)

Em 1936 um empresário renomado chamado Dr. Eloy Chaves investiu em empreendimentos

hidrelétricos na região. Então foi iniciada a construção de mais uma usina junto à antiga, que com

inauguração em 1942(Figura 9), fornecia energia através de uma linha de 44 kV com frequência de 50 Hz

para as cidades de Pirassununga, Araras, Limeira e Rio Claro, por uma interligação em paralelo com as

Usinas do Lobo, Tatu, Mogi Guaçu, Corumbataí e Eloy Chaves. (PIORINI,2010).

Além disso, foi feito o melhoramento da usina antiga que hoje abriga o ecomuseu, o primeiro museu

de peixes de água doce do Brasil.

Figura 9: PCH Emas “Nova” de 1942

Fonte: TELES (2005)

A duas PCHs funcionaram por vários anos fornecendo energia para as cidades ao seu redor até que

em 1970, ocorreu uma grande enchente que inundou ambas as Casa de Forças. Mas logo após foram feitos os

reparos nos equipamentos e voltou a funcionar até 1974, quando foi desativada.

39

Em janeiro de 1981, a PCH de Emas foi adquirida pela CESP, fazendo parte da Gerência Regional

de Operação do Pardo, então foi reconstruída e voltou a funcionar em 22 de dezembro de 1982, com

características novas, em paralelo com a Usina SE de Pirassununga através de uma linha de 11,5 kV e em

frequência de 60 Hz .

Em 1987 a PCH de Emas “Nova”foi desativada devido a problemas mecânicos na Turbina,

permanece assim atualmente. Durante as últimas cheias em 1989, 1990,1991,1994 e1995; houve acúmulo de

entulho obstruindo todos os órgãos de descargas. Em 1995 o acúmulo foi tão intenso que ocorreu o

rompimento da barragem na margem esquerda, esse problema foi solucionado com a demolição das 24

colunas de concreto ao longo da barragem, transformando a barragem em um vertedouro de superfície

(CATALANO,2011).

40

5. MATERIAIS E METODOS

5.1. Materiais

Foram utilizados livros, revistas científicas, dissertações, teses, programas computacionais como o

Microsoft Excel, Power Point e Word. Além disso, foram levantados dados técnicos junto aos órgãos

responsáveis, tais como: IBGE, ANA, ANEEL, Prefeitura Municipal de Pirassununga – SP, Biblioteca da

USP – Pirassununga e o ECOMUSEU de Cachoeiras de Emas – SP, também foram realizados entrevistas

com a população local para a elaboração do presente trabalho.

5.2. Metodologia de avaliação dos aspectos técnicos para a repotenciação.

Para o levantamento do inventário energético da PCH Emas “Nova” e sua hipotética repotenciação

hipotética foram necessários a definição de três frentes de coletas de dados: levantamento de dados referentes

a hidrologia do rio onde a PCH está localizada, dos dados técnicos da turbina, gerador e outros equipamentos

e finalmente avaliação do circuito hidráulico e estruturas civis. A seguir serão detalhados os procedimentos

para cada frente de coleta de dados.

Para a coleta de dados da hidrologia referente, as vazões do rio Mogi Guaçu, foram obtidas através

de órgãos responsáveis por essas medições, neste caso foi o DAEE (Departamento de Águas e Energia

Elétrica do Estado de São Paulo). Com esses dados foi traçado a curva de duração do rio e através dela foi

mostrado o perfil hidrológico do rio e quais as vazões usadas para dimensionar a usina.

Os dados da turbina e do gerador foram obtidos através do manual de operação da usina e de artigos

de revistas fornecidos por Marcos Catalano, responsável pela operação e manutenção da PCH de Emas e

também da PCH do Lobo em Itirapina-SP. Esses dados são informações sobre os materiais utilizados no

circuito hidráulico, potência da turbina e do gerador, tipos de turbina, queda bruta, números de pólos e etc.,

que foram usados para calcular a potência quando a usina foi construída e até sua desativação. Esses

parâmetros foram usados como referência para comparar com os novos parâmetros que foram calculados,

ressaltando que alguns deles não foram alterados devido a obra de repotenciação, portanto é interessante

trabalhar com parâmetros que aumentem potência e não aumentem custos.

Baseados nesses dados foram propostas as medidas de melhorias nas quatro formas de ganhos:

Ganho de rendimento (ɳg e ηt), na queda líquida (hr), na vazão turbinada (Qr) e na disponibilidade (fd). Após

determinadas as ações de reativação serão calculadas as novas potências.

Os dados serão apresentados em tabelas mostrando claramente quais os tipos de rearranjos que foram

feitos e que possivelmente acarretem em aumento da potência da hidrelétrica e custos envolvidos para a

realização dos estudos e obras.

41

5.3. Metodologia de avaliação dos aspectos socioambientais e econômicos

Para a avaliação dos aspectos socioambientais e econômicos foi necessários o levantamento dos

impactos e de ações de mitigação referentes a cada impacto no período da construção, durante a operação e

em uma situação hipotética de repotenciação.

Devido à idade do aproveitamento hidrelétrico(1942) o levantamento de dados referentes aos

impactos socioambientais no período da construção e operação foi feito através de relatos de pessoas que tem

idade superior a 50 anos em busca de material histórico desta usina, de Pirassununga-SP e do distrito de

Cachoeira de Emas-SP.

Para avaliar o impacto social e ambiental da situação hipotética de repotenciação do empreendimento

optou-se por entrevistas presenciais que foram realizadas in loco com moradores nas proximidades da usina e

de todas as faixas etárias de forma a tentar abranger todas as pessoas que podem ser atingidas pelos impactos

da usina. Ainda sobre as entrevistas, utilizou-se o questionário apresentado no Apêndice A, com perguntas

de fácil entendimento e de simples resposta para facilitar para o entrevistador a coleta de dados.

Foram construídas três matrizes de impacto para cada fase do empreendimento (construção, operação

e repotenciação) com os dados coletados e com as informações obtidas nas entrevistas, utilizando o modelo

de matriz apresentado no Apêndice B, que contém os impactos encontrados, uma classificação dos impactos

que permite analisar a importância e a magnitude, local de ocorrência, medidas de controle e mitigação e

programas ambientais relacionados.

As três matrizes têm como finalidade facilitar a avaliação dos impactos socioambientais na PCH de

Emas, e também possibilitam a comparação dos impactos causados em diferentes períodos da usina

(construção, operação e repotenciação).

42

6. RESULTADOS FINAIS

6.1. Aspectos técnicos

6.1.1. Situação atual da PCH de Emas “velha” e PCH de Emas “nova”

Em relação às partes estruturais de ambas as usinas, apontam que:

Barragem: foi retirada a parte superior que era construída de concreto para evitar o acúmulo de

resíduos, assim o rio pode escoar, pois a PCH está desativada (Figura10).

Figura 10: Barragem em 2011(esquerda) e em 1959(direita).

Fonte: Elaboração própria a esquerda e (CATALANO,2010) a direita.

Comportas da entrada do canal de adução: existem 11 comportas de ferro fundido que

alimentam o canal de adução com acionamento manual, que exige dois homens para manobrá-

las. As comportas e mecanismos de manobra estão atualmente enferrujados e travados, como

pode ser observado pela Figura 11.

Figura 11: Comportas do canal de adução situação em 2011.

Fonte: Elaboração própria

Escada para peixe: a escada de peixe não apresenta nenhuma avaria na sua estrutura, porém o

acúmulo de galhos e sujeira nela impede que parte dos peixes subam (Figura 12).

43

Figura 12: Escada de peixe vista frontal e vista lateral.

Fonte: Elaboração própria.

Descarregadores de fundo: são quatro comportas utilizadas para limpeza do fundo do

reservatório e também podem ser utilizadas de vertedouro (Figura13).

Figura 13: Descarregadores de fundo (esquerda) e detalhe do mecanismo de elevação das comportas(direita).


Vertedouro: as estruturas do vertedouro estão em boas condições de operação (Figura14),

porém suas comportas são tábuas colocadas lado a lado.

Figura 14: Vertedouro (esquerda) e detalhe das comportas (direita).


44

Canal de adução: O canal encontra-se em condições normais sem nenhum dano estrutural e

com a profundidade correta (Figura 15), porém com a construção da PCH de Emas “Nova” foi

feita uma bifurcação no canal.

Figura 15: Canal de adução.


Comportas entre a usina “Velha” e a “Nova”: são 5 comportas que estão em boas condições e

também são automatizadas, porém será necessário verificar as condições dos motores

(Figura16).

Figura 16: Comportas entre as usinas e o canal para a usina “Velha”.


45

Comportas da usina “Nova”: estão em boas condições e também são automatizadas, porém os

motores foram retirados. (Figura 17).

Figura 17: Comportas da usina “Nova”


Desanerador: atualmente está fechado com uma chapa de ferro para que os peixes não entrem

no canal de adução.

Canal de fuga: De ambas as usinas estão em ótimas condições estruturais, entretanto as

comportas não existem mais. (Figura18).

Figura 18: Canal de fuga da usina “Nova” (esquerda) e da usina “Velha” (direita).


Casa de máquinas PCH Emas “Nova”: a estrutura está em ótimas condições, somente com um

desgaste. (Figura 19).

46

Figura 19: Casa de máquinas da PCH de Emas “Nova”.


Casa de máquinas da PCH Emas “Velha”: a parte estrutural da casa de máquinas encontra-se

em ótimas condições preservando a característica da construção atual, como pode ser visto na

Figura 20, entretanto as turbinas e geradores foram retirados quando utilizaram o prédio para o

ecomuseu. Atualmente, o ecomuseu encontra-se fechado e passando por reformas.

Figura 20: Casa de máquinas da PCH Emas “Nova”.


Turbina e Gerador: os elementos da PCH de Emas “Velha” não existem mais e não há relatos

de onde foram encaminhados. Os da PCH de Emas “Nova” estão desmontados e estão

espalhados dentro da casa de maquina (Figura 21).

Figura 21: Gerador (esquerda) e entrada da turbina (direita).


47

Linhas de Transmissão: os cabos e o transformador da linha de transmissão deverão ser

trocados devido às condições que se encontram, entretanto, podem-se aproveitar as estruturas de

fixação como a saída da casa de máquina e poste de sustentação dos cabos e o cercado de

proteção do transformador.

6.1.2. Dados técnicos da PCH de Emas “velha” e da PCH de Emas “nova”

Dados hidrológicos antigos:

Em consulta a empresa responsável pelas PChs não foi encontrado nenhum documento com

a empresa responsável pela usina atualmente sobre os estudos hidrológicos que foram feitos para a

construção de ambas as PCHs. Além disso, os órgãos públicos responsáveis pelas coletas desses

dados não existiam na época da construção da usina, por tanto não foi possível obter dados através

deles.

Características Hidráulicas de ambas as PCHs:

Área da bacia hidrográfica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9670 km2.

Área do espelho d’água na cota 549,00m. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 ha

Tipo de barragem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gravidade de concreto

Comprimento da Barragem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254,30+36,00m

Cota de crista. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549,00m até a escada

Cota de Vertedouro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546,82 m

Cota da Soleira. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542,93 m

N.A. Max. Maximorum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549,00 m

N.A. Normal de Operação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548,30 m

N.A. mínimo útil. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546,40m

Descarregadores de fundo. . . . . . 4 comportas de madeira acionadas pelo pórtico motorizado

Escada para peixe:

Quantidade de vão das comportas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 unidades

Cota de soleira montante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546,00 m

Cota do rio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542,00 m

Quantidade de tanque. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .5 unidades

Desnível total. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,5 m(cada tanque 0,9m)

Vertedouro de superfície vão livre:

Comprimento total. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147,44 m

48

Cota do início ao lado da Escada para peixe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .546,82 m

Cota do final, ao lado do Muro Esquerdo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .546,87 m

Canal de Adução:

Comprimento do canal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .131,40 m

Número de comportas montante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11unidades

Desarenador: dentro do canal de adução começando na cota 544,00 e vai até a tomada d’

água da usina “Nova” com uma única comporta.

Característica: escavado em rocha do lado direito e lado esquerdo com um muro de concreto

de altura 6,10m.

Comportas manutenção jusante: são duas principais e duas auxiliares colocadas por guindaste

tipo modal.

Canal de fuga da PCH de Emas “Nova”:

Cota de piso da tampa: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .546,84 m

Cota de soleira. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .535,00 m

Comprimento do canal de fuga. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6,00 m

Características da Turbina da PCH de Emas “Nova”:

Marca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . OERLIKON

Tipo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kaplan de eixo vertical

Potência. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4600 cv

Quantidade de pás diretrizes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12unidades

Quantidade de pás motrizes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5undidades

Engolimento. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30 m3/s

Rotação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 rpm

Velocidade de disparo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 rpm

Vazão 35,66m3/s.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2000 kW

Vazão 19,33m3/s. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1500 kW

Vazão 17,80m3/s.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1000 kW

Vazão 08,90m3/s.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500 kW

Queda. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5 m

Característica do Gerador da PCH de Emas “Nova” :

Marca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .OERLIKON

Tipo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56V-70096

49

Potencia aparente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4200kVA

Tensão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2200 V

Corrente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1105 A

Potencia ativa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4000kW

Freqüência. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Hz

Fator de potência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0,8

Excitatriz principal e Regulador de tensão da PCH de Emas “nova”:

Marca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Ateliers de const. OERLIKON

Tipo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . E6-34

Número. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792620 M2

Tensão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 V

Corrente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 A

Potência ativa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 kW

Característica do conjunto Gerador (turbina e gerador) PCH de Emas “Velha”:

Na casa de máquinas se encontrava três conjuntos geradores.

O conjunto I e II:

Turbina

Marca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Morgan-Smith

Tipo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Francis de eixo vertical

Potência. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1000 HP

Gerador

Marca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Westinghouse

Potência aparente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 750 kVA

Transformador

Marca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oerlikon

Potência aparente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1500 kVA

O conjunto III:

Turbina

Marca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . F. Neumayer

Tipo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Propeller de eixo vertical

Potência. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1925 HP

Gerador

50

Marca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Asea

Potência aparente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1750kVA

Transformador

Marca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Asea

Potência aparente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1750kVA

Todos os dados referentes à característica da turbina, do gerador, da excitatriz principal e do

regulador de tensão para ambas as usinas foram retirados do Manual da PCH de Emas “Nova”, por

artigos de revista fornecidos pelo Sr. Marcos Catalano, responsável pela operação e manutenção, e

também por inspeção da PCH in loco.

6.1.3. Estudo hidrológico atual:

Os dados hidrológicos do rio Mogi Guaçu onde a usina esta localizada foram obtidos pelo

DAEE (Departamento de Água e Energia Elétrica do Estado de São Paulo) através do Banco de

Dados Fluviométricos do Estado de São Paulo.

Abaixo são apresentados os resultados obtidos pela tabela de vazões médias mensais (Tabela

5) que são a tabela de frequência e a curva de duração do ponto de monitoramento 4C-005, latitude

21°54'39'' e longitude 47°23'51'' no curso d’ água Rio Mogi Guaçu.

Tabela 5: Dados de vazões médias mensais(m³/s).

Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

1970 283,9 377,43 332,91 179,41 123,3 103,42 85 71,39 107,25 87,79 104,24 121,67

1971 97,84 63,4 137,68 120,36 86,82 110,47 68,25 54,12 50,9 91,03 61,07 123,4

1972 186,17 316,44 224,38 138,85 97,05 73,14 114,17 92,64 62,64 119,5 177,62 145,04

1973 194,72 203,25 138,46 160,81 113,51 72,89 74,86 63,99 57,02 54,21 71,68 247,74

1974 372,04 209,64 270,58 162,26 111,1 108,57 86,01 62,45 49,15 55,67 59,28 181,01

1975 199,16 267,49 186,02 126,12 85,96 63,1 60,69 44,82 32,41 62,86

1976 186,24 175,69 169,68 169,45 194,17 240,79

1977 194,14 246,88 140,46 134,22 85,16 65,53 85,83 77,86 105,23 250,27

1978 234,47 141,62 140,7 75,2 80,74 87,57 71,82 50,9 49,4 42,71 111,92 127,96

1979 142,93 197,24 156,39 108,82 147,38 83,84 69,78 64,5 90,16 79,15 111,5 152,91

1980 243,75 241,18 190,4 250,64 132,29 117,01 93,91 69,25 76,38 72,86 93,78 211,8

1981 421,21 198,25 164,17 127,33 99,42 108,29 66,04 56,58 48,16 89,32 196,73 270,49

1982 249,94 227,05 353,59 212,84 142,95 146,8 133,16 107,28 74,46 159,57 130,74 319,65

1983 525,6 526,24 543,06 321,13 303,78 447,85 238,11 154,86 235,29 285,63 245,89 447,38

1984 312,96 209,31 169,52 149,24 134,77 93,71 65,81 88,19 81,53 60,64 67,71 189,21

1985 300,53 228,52 288,35 180,63 126,4 109,61 75,78 51,41 64,44 41,96 70,77 75,14

1986 109,68 192,95 194,98 137,77 105,38 69,45 53,52 69,79 45,93 45,14 61,53 339,36

1987 93,32

51

1988 220,47 223,17 295,87 178,99 148,93 127,3 83,2 61,68 47,66 98,53 117,2 98,43

1989 271,47 332,64 282,62 185,38 126,29 102,17 83,63 94,16 84,66 56,41 88,66 141,11

1990 321,89 129,58 197,39 128,58 103,1 69,14 57,15 69,29 62,5 80,48 68,94 78,67

1991 133,35 240,79 271,36 381,09 212,64 133,4 107,34 70,48 55 112,98 59,26 162,4

1992 155,1 150,31 125,39 138,25 73,45 77,27 196,66 178,08

1993 162,64 312,85 270,11 195,52 151,85 132,21 85,01 71,99 101,06 97,48 69,7 96,19

1994 158,01 147,79 173,22 120,85 99,44 69,9 60,45 44,39 32,71 36,07 52,74 133,95

1995 170,27

Fonte: (DAEE,2011)

Tabela 6: Tabela de freqüência acumulada de vazões mensais (m³/s)

Intervalo Mínimo Maximo Freqüência Freqüência

em %

Inverso da

freqüência

1 32,41 42,41 4 1,449 98,551

2 42,41 52,41 16 5,797 94,203

3 52,41 62,41 34 12,319 87,681

4 62,41 72,41 63 22,826 77,174

5 72,41 82,41 74 26,812 73,188

6 82,41 92,41 98 35,507 64,493

7 92,41 102,41 114 41,304 58,696

8 102,41 112,41 131 47,464 52,536

9 112,41 122,41 140 50,725 49,275

10 122,41 132,41 154 55,797 44,203

11 132,41 142,41 171 61,957 38,043

12 142,41 152,41 179 64,855 35,145

13 152,41 162,41 188 68,116 31,884

14 162,41 172,41 202 73,188 26,812

15 172,41 182,41 202 73,188 26,812

16 182,41 192,41 208 75,362 24,638

17 192,41 202,41 220 79,710 20,290

18 202,41 212,41 224 81,159 18,841

19 212,41 222,41 227 82,246 17,754

20 222,41 232,41 231 83,696 16,304

21 232,41 242,41 237 85,870 14,130

22 242,41 252,41 244 88,406 11,594

23 252,41 262,41 244 88,406 11,594

24 262,41 272,41 250 90,580 9,420

25 272,41 282,41 250 90,580 9,420

26 282,41 292,41 254 92,029 7,971

27 292,41 302,41 256 92,754 7,246

28 302,41 312,41 257 93,116 6,884

52

29 312,41 322,41 263 95,290 4,710

30 322,41 332,41 263 95,290 4,710

31 332,41 342,41 266 96,377 3,623

32 342,41 352,41 266 96,377 3,623

33 352,41 362,41 267 96,739 3,261

34 362,41 372,41 268 97,101 2,899

35 372,41 382,41 270 97,826 2,174

36 382,41 392,41 270 97,826 2,174

37 392,41 402,41 270 97,826 2,174

38 402,41 412,41 270 97,826 2,174

39 412,41 422,41 271 98,188 1,812

40 422,41 432,41 271 98,188 1,812

41 432,41 442,41 271 98,188 1,812

42 442,41 452,41 273 98,913 1,087

43 452,41 462,41 273 98,913 1,087

44 462,41 472,41 273 98,913 1,087

45 472,41 482,41 273 98,913 1,087

46 482,41 492,41 273 98,913 1,087

47 492,41 502,41 273 98,913 1,087

48 502,41 512,41 273 98,913 1,087

49 512,41 522,41 273 98,913 1,087

50 522,41 532,41 275 99,638 0,362

51 532,41 542,41 275 99,638 0,362

52 542,41 552,41 276 100,000 0,000

Através da tabela acima obtém a curva de duração apresentada abaixo, e nela é possível observar

as diferentes vazões (Q95%,Q50%,Q5%,Q90%,Qmax, Qmin).

Pela curva de duração (Gráfico 1) é possível determinar as principais vazões para o

dimensionamento correto dos componentes, no caso de repotenciação. Podem ser usados também

para essa determinação novos elementos ou confirmação dos dados que foram usados para o

dimensionamento. Pela Tabela 5 é possível retirar os valores de vazão média mensal máxima (Qmax)

e vazão média mensal mínima (Qmin).

Q95%=52,41m3/s

Q50%= 112,4m3/s

Q5%= 322,41m3/s

Q90%= 62,41m3/s

Qmax= 543,06m3/s

Qmin=32,41m3/s

53

Com os dados do DAEE além de obter a curva de duração também foi possível determinar a

vazão Q7,10, que é a menor vazão média em sete dias consecutivos em um período de 10

anos(ELETROBRÁS, 2000).

Vazão ecológica: é a vazão mínima necessária entre a saída da usina e a barragem, No caso de

Estado de São Paulo é definido pelo DAEE(MENESE,2008) em 20% da vazão Q7,10.

Q7,10=23,27m3/s

Vazão ecológica=4,654m3/s

0

100

200

300

400

500

600

0,000 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000 80,000 90,000 100,000

V

A

Z

Õ

E

S

M

E

N

S

A

I

S

FRENQUECIA

GRÁFICO1:CURVA DE DURAÇÃO

6.1.4. Proposta de Repotenciação e Reativação

Para fazer a propostas de repotenciação e reativação da PCH de Emas foi necessária análise

da situação atual das usinas, dos dados hidrológicos atuais, das características hidráulicas e

característica do conjunto turbina-gerador da antiga usina (apresentada na seção anterior).

Proposta estrutural

O principais pontos a serem trabalhados na PCH de Emas “Nova” para que a repotenciação

seja bem sucedida são a reconstrução da barragem e a utilização da casa de máquinas da PCH de

Emas “Velha” e não mais a de Emas “Nova”, pois haverá um aumento da queda bruta de 6,5 m para

8,5 m, assim haveria um ganho de potência. Além disso, evitaria um problema encontrado na PCH

de Emas “Nova” que é o “afogamento”, ou seja, no canal de saída a água começa a subir ao ponto de

diminuir a queda da usina. Esse problema foi relatado por dois trabalhadores da usina até 1970

conforme apresentado no apêndice C.

Uma outra mudança de grande importância seria o fechamento do canal de adução da PCH

de Emas “Nova” e a retirada das comportas entre as duas usinas, pois essas estruturas causam perda

de carga no circuito hidráulico diminuindo a energia gerada.

Proposta de Automatização das comportas

Na PCH de Emas existem diversas comportas que eram acionadas manualmente, então a

necessidade de automatizar este acionamento seria interessante para facilitar o procedimento de

manobras e diminuir o numero de operadores da usina, pois foi constatado através do relatados dos

trabalhadores e da atual empresa que é responsável pela manutenção da usina, que era muito

perigoso e lento o processo de colocação de tábuas para o fechamento das comportas, prejudicando

assim o desempenho da usina e os funcionários. As comportas que passaram pelo processo de

automação são:

Comportas da entrada do canal de adução: a estrutura e o mecanismo estão em boas

condições, porém será necessário substituir as manivelas do mecanismo por motores

capazes de levantar a comporta e fazer todo o sistema de comandos elétricos para acioná-

las;

Comportas do vertedouro: não existe comportas e sim tábuas que são colocadas lado a

lado. Será necessário então colocar 7 comportas de aço e construir um sistemas para

movimentá-las podendo ser através de um pórtico ou motores semelhante aos das

comportas da entrada do canal de adução;

Comportas dos descarregadores de fundo: são quatro comportas de madeira e acionadas

pelo pórtico, será necessário substituir o material das comportas por aço;

56

Comportas da escada de peixe: eram comportas de madeira colocadas manualmente,

porém não existem mais as comportas, somente os vãos. Então será necessário adquirir 8

comportas de aço, e construir um prolongamento da estrutura do pórtico que faz a manobra

das compostas dos descarregadores de fundo, para que possa ser usado esse pórtico para

manobrar essas comportas;

Comportas entre a PCH “Velha” e a “Nova”: a estrutura que sustenta as comportas será

retirada;

Comportas da usina “Nova”: como o canal será fechado, não será necessário alterar algo

nessas comportas.

Proposta da turbina

A turbina a ser escolhida foi determinada pela potência, vazão líquida e queda líquida. O tipo

da turbina foi determinado pela Figura 22 utilizando a vazão e a queda.

Figura 22: Seleção do tipo de turbina

Fonte: Harker turbinas hidráulicas, (2011)

Pelo gráfico as possibilidades de turbinas (H=9m e Q=30m3/s) são turbina Bulbo ou turbina

Kaplan. A turbina escolhida foi a Kaplan de eixo vertical, pois é o tipo de turbina que estava

instalada, assim não há necessidade alterações na estrutura para instalá-la.

57

Outro ponto a ser levantado é que a turbina Kaplan tem rendimento maior que a turbina

Bulbo que é em média de 0,9 na faixa de operação de vazão sendo de 5 a 100% da vazão máxima.

Essas informações foram obtidas pelo Gráfico 2.

Grafico 2: Rendimento da turbina

Fonte: Harker turbinas hidráulicas, (2011)

Características da turbina:

Marca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . WEG-HISA

Tipo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kaplan de eixo vertical

Potência. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3000 cv

Engolimento. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30 m3/s

Rotação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 rpm

Queda. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8,55 m

Rendimento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0.9

Proposta do gerador

Utilizando o catálogo de geradores para pequenas centrais hidrelétricas da WEG (2011), é

possível escolher um determinado gerador para as características determinadas acima no cálculo de

potência.

Características do gerador:

Marca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .WEG

58

Modelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SH10-10D28SKM

Potência aparente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2650 kVA

Tensão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4160 a 6900 V

Potência ativa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2120kW

Frequência. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Hz

Pólos Salientes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

Coseno. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0,8

Rendimento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0,96

Calculo da nova potência

Dados para os cálculos abaixo:

Aceleração da gravidade(g). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9,8 m/s

Massa especifica da água (ρ) . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1000 kg/m3

Fator de permanência crítico, (computado ao longo do período crítico do sistema de referência) (fp). .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Fator de disponibilidade (fd). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,93

Queda bruta (h). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9m

Vazão útil (Q). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30 m3/s

Rendimento da turbina (ɳt). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0,9

Rendimento do gerador (ɳg). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0,96

Potência bruta instalada

Aplicando os valores na Equação (3) encontra-se a potência instalada bruta de:

PIb=2.286,144kW

Energia Bruta em um ano

Obtida pela equação (8)

Eb = 18.624.757,93kWh/ ano

Perdas Circuito hidráulico

As perdas no circuito hidráulico são importantes para determinar à potência líquida da usina

e consequentemente a energia líquida gerada. Todas as perdas são calculadas em metros, ou seja,

todas representam uma diminuição na queda da usina.

59

Para a PCH de Emas “Nova” não foi possível calcular as novas perdas associadas ao circuito

hidráulico, devido a necessidade de empresas especializadas para esse tipo de medição e recursos

financeiros para contratar essas empresas. Mas por observação dos dados de geração da usina

quando estava em operação pode ser notado que em média existe uma perda de aproximadamente

5%, portanto a queda da usina passa de 9m para 8,55m. Com essa nova queda pode-se calcular

aproximadamente a potência líquida e a energia líquida gerada.

Potência líquida instalada

Aplicando os valores novamente na Equação (3) encontramos a potência líquida instalada

de:

PI=2.171,8368kW

Energia líquida em um ano

Obtida pela Equação (8)

E =17.693.520,0335kWh/ ano

Para efeito de comparação foram obtidos dados da geração da PCH de Emas “Nova” em

1955 apresentados na Tabela 7. Essa tabela demonstra que com a repotenciação a usina aumentaria

sua potência e sua energia gerada em aproximadamente 8,5% em relação a 1955. Esse valor parece

ser pequeno comparado com o tamanho da usina, porém essa usina esteve por mais de 40 anos

parada sem gerar energia, agora pode voltar para o sistema.

Tabela 7: Comparação entre 1955 e 2011

Parâmetro/ano 1955(CATALANO,2011) Repotenciação (2011)

Potência Instalada (kW) 2.000 2.171, 8368

Energia Gerada (kWh/ano) 16.963.000 17.693.520, 0335

6.2. Aspectos socioambientais e econômicos

Os dados necessários para avaliar os impactos socioambientais que a PCH de Emas causou

no período de construção e operação e os que causariam com uma obra de repotenciação, foram

levantados através de entrevistas com moradores da região, livros históricos de Pirassununga-SP e

Cachoeira de Emas-SP e relato de dois trabalhadores da PCH de Emas. As entrevistas foram feitas

60

em uma amostra de 300 pessoas que moram próximo a usina de uma população de 3000 pessoas,

com faixa etária de 18 a 60 anos utilizando as perguntas apresentadas no Apêndice A.

Os dados obtidos estão apresentados nas três matrizes (construção, operação e repotenciação

de impacto para facilitar a avaliação desses aspectos. Os impactos serão caracterizados pela

natureza (negativo ou positivo), forma (direto ou indireto), abrangência (local, regional ou global),

duração (permanente ou temporário), reversibilidade (reversível ou irreversível), magnitude

(pequena ou média ou alta), probabilidade (pequena ou média ou alta), importância (grande ou

média ou pequena), local de ocorrência, medidas de mitigação e programas ambientais.

Impactos na construção da PCH de Emas

MATRIZ DE IMAPCTOS SOCIOAMBIENTAIS – CONSTRUÇÃO

Meios Impactos

Classificação dos Impactos

Local de

Ocorrência

Medidas

de

mitigação

Programas

Natu

reza

Form

a

Ab

ran

gên

cia

Du

raçã

o

Rev

ersibilid

ad

e

Magn

itud

e

Pro

bab

ilidad

e

Imp

ortâ

ncia

Físico

Desenvolvimento

de focos erosivos NEG DIR LOC PER IRR ALT ALT GRA

Canteiros

de obras Nenhuma Nenhuma

Diminuição da

vazão do rio entre

barragem e o canal

de fuga

NEG DIR LOC PER IRR ALT ALT GRA Rio Mogi-

Guaçu Nenhuma Nenhuma

Restrição do uso

da terra NEG DIR LOC PER IRR MED MED GRA

Canteiros


Alteração da

paisagem natural NEG DIR LOC TEM REV BAI MED GRA

Canteiros


Supressão da

vegetação NEG DIR LOC PER IRR ALT ALT GRA

Canteiros


62

Alteração de

características do

solo NEG DIR LOC PER IRR ALT ALT GRA

Canteiros


Biológico

Alteração

microbiológicas na

água NEG DIR REG TEM REV BAI ALT MED

Rio Mogi-


Deslocamento e

alteração

comportamental da

fauna

NEG IND REG PER IRR BAI MED MED

Entorno do

canteiro de

obras

Nenhuma Nenhuma

Impactos sobre a

ictiofauna NEG DIR REG TEM REV ALT ALT GRA

Rio Mogi-


Antrópico

Alteração do ritmo

da vida população POS DIR LOC PER REV ALT MED GRA

Entorno do

canteiro de

obras

Nenhuma Nenhuma

Valorização

imobiliária no

entorno da usina POS DIR LOC PER IRR ALT MED GRA

Entorno da

usina Nenhuma Nenhuma

Alterações na

qualidade da água NEG DIR REG TEM REV ALT ALT GRA

Rio Mogi-


Aumento do

tráfego de veículos NEG DIR LOC PER IRR ALT ALT MED

Entorno do

canteiro de

obras

Nenhuma Nenhuma

Riscos de

acidentes NEG DIR LOC TEM REV ALT ALT MED

Canteiros


Aumento de

arrecadação de

impostos POS DIR REG PER IRR ALT ALT GRA

Comercio

local Nenhuma Nenhuma

63

Empregos diretos

e indiretos POS DIR REG PER IRR ALT ALT GRA

Cidades

próximas

Utilização

de

moradores

da região

para

trabalhar

na usina

Nenhuma

Impactos na operação da PCH de Emas

MATRIZ DE IMAPCTOS SOCIOAMBIENTAIS - OPERAÇÃO/DESTIVAÇÃO

Meios Impactos


Local de

Ocorrência

Medidas

de

mitigação

Programas

Natu

reza

Form

a

Ab

ran

gên

cia

Du

raçã

o

Rev

ersibilid

ad

e

Magn

itud

e

Pro

bab

ilidad

e

Imp

ortâ

ncia

Físico

Desenvolvimento

de focos erosivos NEG DIR LOC PER IRR ALT ALT GRA Reservatório Nenhuma Nenhuma

Diminuição da

vazão do rio

entre barragem e

o canal de fuga



64

Transformação

do ambiente

lótico em lêntico

na área do

reservatório

NEG DIR LOC PER IRR MED MED GRA Reservatório Nenhuma Nenhuma

Restrição do uso

da terra NEG DIR LOC TEM REV BAI MED GRA

Margens do

reservatório Nenhuma Nenhuma

Eutrofização do

reservatório NEG DIR LOC PER IRR ALT ALT GRA Reservatório Nenhuma Nenhuma

Alteração da

paisagem natural NEG DIR LOC PER IRR ALT ALT GRA Reservatório Nenhuma Nenhuma

Supressão da

vegetação NEG DIR REG TEM REV BAI ALT MED

Rio Mogi-


Biológico

Instalação e

desenvolvimento

de focos de

invertebrados

vetores de

doenças

NEG DIR REG TEM REV ALT ALT GRA Rio Mogi-


Alterações

microbiológicas

na água POS DIR LOC PER REV ALT MED GRA Reservatório Nenhuma Nenhuma

Deslocamento e

alteração

comportamental

da fauna

POS DIR LOC PER IRR ALT MED GRA Entorno da


Impactos sobre a


Rio Mogi-

Guaçu

Construção

de escada

de peixes

Nenhuma

65

Antrópico

Alteração do

ritmo da vida

população POS DIR LOC PER REV ALT MED GRA

Entorno da


Valorização

imobiliária no


Entorno da


Alterações na

qualidade da

água NEG DIR REG TEM REV ALT ALT GRA

Rio Mogi-


Aumento do

tráfego de

veículos POS DIR REG PER IRR ALT ALT GRA

Cidades

próximas Nenhuma Nenhuma

Riscos de

acidentes NEG DIR LOC PER IRR ALT ALT MED Usina Nenhuma Nenhuma

Aumento de

demanda de

energia NEG DIR LOC TEM REV ALT ALT MED Usina Nenhuma Nenhuma

Aumento de

arrecadação de


Comercio


Empregos diretos


Cidades

próximas

Utilização

de

moradores

da região

para

trabalhar

na usina

Nenhuma

66

Impactos na repotenciação da PCH de Emas

MATRIZ DE IMAPCTOS SOCIOAMBIENTAIS - REPOTENCIAÇÃO

Meios Impactos


Local de

Ocorrência

Medidas de

mitigação Programas

Natu

reza

Form

a

Ab

ran

gên

cia

Du

raçã

o

Rev

ersibilid

ad

e

Magn

itud

e

Pro

bab

ilidad

e

Imp

ortâ

ncia

Físico

Desenvolvimento

de focos erosivos NEG DIR LOC PER IRR ALT ALT GRA Reservatório Nenhuma Nenhuma

Diminuição da

vazão do rio

entre barragem e

o canal de fuga



Transformação

do ambiente

lótico em lêntico

na área do

reservatório

NEG DIR LOC PER IRR MED MED GRA Reservatório Nenhuma Nenhuma

Restrição do uso

da terra NEG DIR LOC TEM REV BAI MED GRA

Margens do

reservatório

Ampliação de

terras inundadas

Empresa

responsável

pela usina

entra em

acordos com

produtores

rurais

67

Eutrofização do

reservatório NEG DIR LOC PER IRR ALT ALT GRA Reservatório

Retiradas das

macrófitas

Manutenção

do

reservatório

Alteração da

paisagem natural NEG DIR LOC PER IRR ALT ALT GRA Reservatório Reflorestamento

Revitalização

devido às

obras e ao

reservatório

Supressão da

vegetação NEG DIR REG TEM REV BAI ALT MED

Rio Mogi-

Guaçu

Reflorestamento

em outras áreas

Revitalização

devido às

obras e ao

reservatório

Alteração de

características do

solo NEG DIR LOC PER IRR ALT ALT GRA

Canteiros de

obras Nenhuma Nenhuma

Biológico

Instalação e

desenvolvimento

de focos de

invertebrados

vetores de

doenças

NEG DIR REG TEM REV ALT ALT GRA Rio Mogi-

Guaçu

Investimento no

controle de

vetores nas

proximidades da

usina

Programa de

controle de

vetores

Alterações

microbiológicas

na água POS DIR LOC PER REV ALT MED GRA Reservatório

Manutenção da

qualidade da

água

Programa de

qualidade de

água

68

Deslocamento e

alteração

comportamental

da fauna

POS DIR LOC PER IRR ALT MED GRA Entorno da

usina

Medidas para

recolocar e

readaptar a

fauna

Programa de

controle de

fauna

Impactos sobre a


Rio Mogi-

Guaçu

Medidas para

reintroduzir

peixes e

construção de

escada de peixes

Programa

para proteção

da fauna

Antrópico

Alteração do

ritmo da vida

população POS DIR LOC PER REV ALT MED GRA

Entorno da

usina

Minimização de

transtornos e

placas de avisos

Programa

para a obra

não

prejudicar a

população

Valorização

imobiliária no


Entorno da


Alterações na

qualidade da

água NEG DIR REG TEM REV ALT ALT GRA

Comercio

local

Medidas de

monitoramento

da água

Programa de

qualidade de

água

69

Aumento do

tráfego de

veículos POS DIR REG PER IRR ALT ALT GRA

Cidades

próximas

Sinalização nas

vias de acesso a

usina

Programa

para a obra

não

prejudicar a

população

Riscos de

acidentes NEG DIR LOC PER IRR ALT ALT MED

Entorno do

canteiro de

obras

Disponibilização

de equipamentos

de segurança

Programa de

segurança do

trabalho

Aumento de

demanda de

energia NEG DIR LOC TEM REV ALT ALT MED

Canteiros de

obras Nenhuma Nenhuma

Aumento de

arrecadação de


Comercio


Empregos diretos


Cidades

próximas

Utilização de

moradores da

região para

trabalhar na

usina

Nenhuma

Além das entrevistas auxiliaram na complementação dos dados obtidos nas bibliotecas e na

inspeção ao local da PCH, elas também foram utilizadas para demonstrar quais são as preocupações

da população em relação à repotenciação. Para obter esses dados foram necessárias entrevistas mais

direcionadas utilizando alternativas para determinar a opinião da população local qual impacto

prejudicaria mais e qual a satisfação em relação à obra de repotenciação.

Na Tabela 8 foram levantados os principais impactos socioambientais que poderia prejudicar

a população em relação as obras de repotenciação.

Tabela 8: Impactos com as obras de repotenciação.

Impactos Entrevistados (%)

Interdição das vias 70

Diminuição de turistas 23

Ruído 4

Contaminação da água 2

Outros 1

Na Tabela 9 foram levantados os principais benefícios que a repotenciação da usina poderia

trazer para a cidade.

Tabela 9: Benefícios para economia local.

Benefícios Entrevistados (%)

Turismo 65

Empregos 25

Novas empresas 5

Outros 1

Na Tabela 10 foi obtida a partir de uma pesquisa para determinar se as obras de

repotenciação do ponto de vista da população seria ótima, boa, regular ou ruim para a cidade.

Tabela 10: Avaliação da obra de repotenciação.

Critério Entrevistados (%)

Ótimo 87

Bom 10

Regular 2

Ruim 1

71

7. DISCUSSÃO

A PCHs de Emas “Nova” é uma usina ideal para passar pelo processo de repotenciação, pois

nela foi encontradas todas as dificuldades que um projeto desse tipo pode enfrentar, tanto nos

aspectos técnicos como nos aspectos socioambientais. A discussão desse projeto será dividido em

duas partes, primeiro serão discutidos os aspectos técnicos e segundo os aspectos socioambientais.

O primeiro ponto a ser discutido é a deterioração dos equipamentos e a destruição de partes

da usina. Na PCH de Emas “Nova” nota-se que os equipamentos estão deteriorados devido à

exposição ao clima e a falta de manutenção pela empresa responsável, além disso, algumas partes da

usinas foram destruídas para manter a vazão do rio e evitar o acúmulo de árvores e plantas. Na usina

de Emas será necessário reconstruir as partes que foram destruídas para garantir o ganho de vazão

turbinada e o ganho na queda líquida.

A usina de Emas “Nova” foi construída num período em que esse tipo de construção era

descentralizada e com uma finalidade específica, no caso desta PCH foi para garantir a iluminação

da cidade de Pirassununga em 1942. Atualmente, a usina não consegue atender a essa finalidade,

mostrando o fator da obsolescência do dimensionamento que é um dos que determina que a usina

necessite do processo de repotenciação. Além disso, existe um fator agravante, PCH foi projetada

errada em relação ao canal de saída, que ocasionou o problema denominado afogamento, que foi

decisivo para mudança de casa de maquinas.

. Para resolver esse problema optou-se em utilizar a casa de máquinas da PCH de Emas

“Velha” que atualmente é o ecomuseu (Museu de Peixes de Água Doce), além de resolver o

problema do afogamento também proporciona um aumento de queda líquida.

Com o problema técnico resolvido, surge um problema social e financeiro, pois seria

necessária a retirada do museu, o que tornaria a obra inviável, pois seria um custo muito alto a

remoção do museu. Então foi feito a troca entre os prédios das casas de máquinas e a criação de um

museu sobre a história de Pirassununga e da PCH de Emas juntamente com o ecomuseu no prédio da

casa de máquinas, aproveitando os equipamentos da usina e o espaço do prédio. Com a criação desse

museu a atividade turística aumentaria favorecendo a entrada de recursos através do museu,

restaurantes e pousada, melhorando assim a qualidade de vida da população residente próxima a

PCH.

O principal ponto para obter um ganho de potência considerável e tornar o processo de

repotenciação viável, é a defasagem tecnológica. Nessa PCH notou-se que, apesar de construída em

1942 durante sua operação foram aplicadas novas tecnologias, como a utilização do pórtico para

movimentação das comportas de descarregadores de fundo.

No projeto de repotenciação da PCH de Emas foi necessário aplicar novas tecnologias no

conjunto turbina-gerador, pois com o advento da alteração da casa de máquinas é mais interessante

comprar um conjunto novo do que utilizar o antigo. Também foi necessário aplicar novas tecnologias

72

no mecanismo de movimentação das comportas, pois tal era feito manualmente e isso demandava

muitos trabalhadores consequentemente aumento do custo de operação e utilização de materiais

novos para as comportas devido à deterioração com o tempo.

A proposta de repotenciação visou suprir a maioria dos todos os defeitos de forma a

aproveitar o que já existia e melhorar a geração da PCH visando os três pontos de ganho de potência.

Deste modo, os principais pontos a serem ressaltados são:

Troca do conjunto turbina - gerador que proporcionou um ganho de rendimento e de

potência;

Reconstrução da barragem e troca da casa de máquinas proporcionando um ganho de queda

liquida;

Fechamento do canal de adução da PCH de Emas “Nova” proporcionando uma diminuição

nas perdas de carga e consequentemente um aumento na queda líquida

As outras alterações apresentadas nos resultados são importantes, porém não trazem

benefícios diretos para um ganho de potência, e sim a diminuição do custo de operação e

manutenção.

Nos aspectos socioambientais e econômicos a análise foi feita através das matrizes de

impactos, pelos resultados das entrevistas e os relatos dos dois trabalhadores na usina em três

períodos de tempo; construção, operação e repotenciação.

No período da construção os impactos sociais foram mínimos, pois a região era de lavoura e

moravam poucas pessoas. Porém, com a construção da PCH a região foi beneficiada com o

desenvolvimento e o surgimento de estabelecimentos comerciais como restaurantes e pousadas e

também pessoas vieram morar na região em busca de empregos e um local para se estabelecer.

Em relação aos impactos ambientais pode ser constatado que na construção da PCH não se

tomou nenhuma medida para evitar os impactos, por exemplo, alguns dos impactos: alterações das

margens do rio devido ao enchimento do reservatório, retirada de algumas espécies de fauna e flora e

descarte no rio dos restos da construção da usina. Pode ser dizer através da análise da matriz de

impacto do período da construção que a usina causou diversos impactos negativos e poucos impactos

positivos, mas este fato pode ser justificado pois na época da construção da central hidrelétrica não

havia um preocupação tão grande quanto as questões ambientais, uma vez que os interesses políticos

e financeiros tinham maior relevância

No período de operação a região continuou desenvolvendo o comércio, apresentando uma

valorização imobiliária e aumentando o número de pessoas que moram na região que poderiam se

envolver com a usina direta ou indiretamente, evidenciando alguns impactos positivos. Os impactos

ambientais verificados foram menores que no período da construção, pois muitos deles foram

absorvidos pelo meio, sem que houvesse alguma ação humana para minimizá-los durante o período

de operação. Um dos impactos que permaneceram durante a operação da usina foram os aqueles

73

associados ao reservatório como: alteração de paisagem, focos erosivos, redução de áreas

agricultáveis e alteração no comportamento da fauna.

No momento atual em que os impactos causados pela construção e operação já foram

absorvidos pelo meio ambientes devido ao fato que a PCH ficou um período estagnada, desde sua

desativação na década de 70. Com o processo de repotenciação novos impactos surgiram, porém não

com a intensidade que aconteceu na construção e na operação, devido as medidas mitigadora que

foram tomadas.

Com a repotenciação algumas melhorias poderiam ser feitas para aumentar atividade

turística, são elas:

Com o advento da troca da casa de máquinas com o ecomuseu (Casa de máquinas da usina

“Velha”), poderia ser utilizado o prédio da casa de máquinas para o ecomuseu, e completar

esse museu com a história de cachoeira de Emas e sobre a história de PCH de Emas.

Existe um jardim entre o canal de adução e o rio que é acessado pela casa de máquinas da

PCH de Emas “Nova”( que no caso se tornaria o museu). Esse jardim poderia ser reformado

e transformado em um mirante para tirar fotos da barragem e vertedouro. A figura 23 duas

fotos uma com a visão do possível mirante e a outra do jardim.

Figura 23: Jardim da usina (esquerda) e vista do possível mirante (direita).

Criar um programa de visitas técnicas para escolas e universidades na nova usina reformada.

Todas essas melhorias têm a finalidade de aumentar o número de turistas em Cachoeira de

Emas e consequentemente aumentar o fluxo financeiro nos estabelecimentos comerciais e pousadas.

A repotenciação do ponto de vista social tem pontos positivos a longo prazo, porém o processo de

obras para executar reforma causou alguns impactos negativos como ruído, aumento de tráfego de

veículos, prejudicar as atividade pesqueiras, mas em contrapartida deve trazer empregos e consumo

de material de construção civil e serviços como restaurante e hotéis.

Para os impactos ambientais a discussão é mais complexa, pois pensando na obra de

repotenciação novos impactos vão surgiu devido às melhorias que serão feitas na PCH, porém os

principais impactos já foram causados no período da construção e operação e já foram absorvidos

74

pelo meio ambiente assim de certa forma os impactos serão menores comparados com o período

inicial. Entretanto os novos impactos causados serão minimizados com medidas de mitigação

apresentadas na matriz de impacto socioambiental- repotenciação, assim mostrando que o processo

de repotenciação no ponto de vista de impactos ambientais é mais interessante do que a construção

de uma usina inteira em um novo local.

75

8. CONSIDERAÇÕES FINAIS

O processo de repotenciação é indicado para pequenas centrais hidrelétricas com mais de 50

anos de operação onde sempre são encontrados os fatores: deterioração dos equipamentos,

defasagem tecnológica e obsolescência do dimensionamento da usina. Além das melhorias que são

proporcionadas aos fatores técnicos o processo favorece na região onde a PCH está localizada em

fatores socioambientais e econômicos.

O estudo de caso apresentado nessa pesquisa demonstrou que a PCH de Emas “Nova” é uma

usina que se enquadra para processo de repotenciação devido a situação dos seus componentes e por

ter gerado energia por 28 anos e ter hoje 69 anos de idade. Na pesquisa pode ser observado que a

usina passaria a gerar de 16.963.000,000kWh/ano para 17.693.520,0335kWh/ano um ganho de 4,3%.

Para obter esse aumento foram efetuadas algumas mudanças simples e de baixo investimento como

troca do conjunto turbina-gerador, e a mudança da casa de máquinas, reforma da barragem e

fechamento do canal de adução para a usina de Emas “Nova”.

Além dos investimentos que ocorrerão na usina para ganho direto de potência e energia,

também serão necessários investimentos em alguns componentes para automatizar a usina e diminuir

o número de funcionários para tornar mais eficiente a operação.

No caso da PCH de Emas “Nova” existem outros aspectos que tornam o processo de

repotenciação mais interessante que são os aspectos socioambientais e econômicos, devido ao fato

que a usina está localizada em uma região turística de Pirassununga-SP. Pelo fato de ter sido

construída na década de 40 os maiores impactos ambientais já foram absorvidos pelo meio ambiente,

então os impactos ambientais que a obra de repotenciação podem causar serão inferiores aos da obra

de construção e se forem feitas as medidas de mitigação desses impactos serão reduzidos ainda mais.

Os impactos sociais na sua maioria são positivos, pois a obra de repotenciação visa melhorar

o turismo na região de Cachoeira de Emas-SP, através de melhorias no ecomuseu e implantando um

museu sobre a história e a região da PCH, além de um mirante para observação da central

hidrelétrica, porém, deve-se destacara também que haveria impactos negativos com as obras de

repotenciação na maioria de curto prazo, mas segundo as entrevistas realizadas, os moradores não se

mostraram preocupados com esses impactos.

Após avaliar todos os resultados proporcionados no estudo de caso da PCH de Emas “Nova”,

verificou-se que o processo de repotenciação é interessante e poderia para ser aplicado nas PCH do

Brasil principalmente no que diz respeito aspectos técnicos e ambientais e dependendo do caso pode

proporcionar melhorias sociais e econômicas para a população da região. Finalmente , cabe ressaltar

que o Brasil possui aproximadamente 545 PCHs desativadas, e que este potencial poderia ser

reaproveitado, tendo em vista a importância desta fonte de energia na matriz de geração de energia.

76

9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

AGÉNCIA BRASIL(2010),Consumo de energia deve crescer 7,7% no ano. Disponível

em:http://info.abril.com.br/noticias/mercado/consumo-de-energia-deve-crescer-7-7-no-ano-

25072010-10.shl. Acesso em: 11/09/2010.

AGUILAR, T. Graziela. Licenciamento Ambiental para Implantação de PCH no Brasil, Artigos

técnicos, Universidade Federal de Itajubá, Itajubá-MG, 2010.

AMARAL,C.A. “ANEEL Fiscaliza PCH’s”, CERPCH News, nº3, ano 1. Itajubá-MG. Jun/jul/ago de

1999.

ANEEL 652/03, Resolução no 652,( 9 de dezembro de 2003, Dou 10 dez 2003), Disponibilizado no

site : http://www.aneel.gov.br/cedoc/res2003652.pdf. Acesso em 05/11/2010

ANEEL 395/98 (04 dez. 1998, DOU 07 dez. 1998), Disponibilizado no site

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APÊNDICE A – QUESTIONÁRIO – ENTREVISTA PRESENCIAL Idade:

Distância aproximada que mora da usina:

Na situação de repotenciação (qualquer pessoa que more em Cachoeira de Emas):

1. Quais os benefícios que a usina acarretaria para a economia local?

R.:_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________

2. Se a usina voltasse a funcionar o que melhoria na cidade para você?

R.:_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________

3. As obras para reativar a usina iriam atrapalhar a população?De que forma?

R.:_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________

4. Julgar se a usina volta a funcionar é: (Ótimo, bom, regular, ruim)

R.:_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________

APÊNDICE B – MATRIZ DE IMPACTO SOCIOAMBIENTAL


MATRIZ DE IMAPCTOS SOCIOAMBIENTAIS

Meios Impactos


Local de

Ocorrência

Medidas

de

mitigação

Programas

ambientais Natureza Forma Abrangência Duração Reversibilidade Magnitude Probabilidade Importância

Físico Impacto1

Impacto2

Biológico Impacto3

Impacto4

Antrópico Impacto5

Impacto6

APÊNDICE C – RELATOS DOS TRABALHADORES DA PCH DE EMAS

“NOVA”

RELATO 1:

Funcionário A, 84 anos, começou a trabalhou na usina aos 14 anos como jardineiro e com o passar

do tempo teve a oportunidade aprender um ofício com um dos trabalhadores da usina. Durante muitos anos

trabalhou como auxiliar desse operador aprendendo as operações e manutenções na usina, Quando o

operador se aposentou ele assumiu seu lugar e trabalhou até se aposentar como “engenheiro” de barragem

nessa função.

Relatou que a PCHprecisava de muitos operadores para opera-la, pois para efetuar algumas

manobras necessitava de muita força, como por exemplo, fechamento do vertedouro com tábuas ou abertura

das comportas do canal de adução. Outra atividade que necessitava de muitos trabalhadores era a limpeza da

barragem pelo acúmulos de arvores e outro materiais. Antigamente não existia moto-serra, então era

necessário entra na água com uma serra e diminuir o tamanho das toras de árvore para sua retirada, o

funcionário relata que devido essa esforço físico hoje ele encontra-se com diversos problemas físicos como

hérnias e problemas na coluna.

Outro fato interessante que o funcionário contou foi que a PCH de Emas “Velha” em 1942 já existia

e operava com três turbinas Kaplan com correias de pele de boi, nesse mesmo ano foi quando terminou a

construção da PCH de Emas “Nova” com investimento de Drº Eloy Chaves, grande amigo dos trabalhadores

da PCH.

A PCH de Emas “Nova” quando começou a operar foi observado um problema que foi chamado por

ele de afogamento que ocorre quando a saída não consegue escoar a água fazendo com que a queda da usina

diminua, não conseguindo operar com a potência máxima.O funcionário também relatou que em 1970

quando ocorreu a grande enchente, as casas de máquinas foram danificadas e logo após aposentou-se da

usina pela CESP.

Ainda segundo o funcionário, o distrito de cachoeira de Emas surgiu devido à PCH, pois quando foi

construída através de doação de terras de fazendeiros, muitas pessoas vieram morar próximo a central

hidrelétrica e contribuíram direta ou indiretamente para que a mesma funcionasse. Assim fez com que a

região se desenvolvesse e atraiu diversas atividades para a região como AFA (Academia da Força Área),

centro de pesquisa, bairro residencial e atividades comerciais e de agricultura e entre outros.

RELATO 2:

Funcionário B, 82 anos, aposentado pela CESP como operador de máquinas, porém não trabalhou só

na PCH de Emas, mas também na em outras centrais hidrelétricas que pertenciam a Drº Eloy Chaves.

83

O funcionário relatou que seus pais moravam em Cachoeira de Emas antes da PCH em ranchos na

beira do rio Mogi Guaçu. As pessoas que moravam nesses ranchos viviam da pesca e da lavoura de

subsistência, esses ranchos cresceram e se tornaram uma pequena vila quando o Drº Eloy resolveu investir na

ampliação da PCH de Emas, construindo a Emas “Nova”, que para a construção foi doado o terreno por um

fazendeiro. Então se iniciou o processo de desenvolvimento da região com a vinda de restaurantes,

comércios e a construção de casas.

Ocorreram duas grandes cheias no rio Mogi Guaçu, uma em 1922 antes da construção de ambas as

usinas e outra em 1970 quando danificou a estrutura da central hidrelétrica e causando a desativação delas.

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