Potencial hidroelétrico

 Podemos definir potencial hidroelétrico como a capacidade total de produção de energia que uma dada usina poderia produzir observados os volumes de água. Pelo fato que o Brasil é rico em recursos hídricos aproximadamente temos cerca de 90% de nossa geração elétrica sendo provida por usinas hidrelétricas. Em outros países esse tipo de energia é mais rara o mais comum é as usinas termelétricas, nuclear e eólicas.

Três Marias, porque?

Há varias versões que explicam a origem do nome Três Marias. Na explicação pelo ponto de vista geográfico o nome seria originário do numero de cachoeiras existentes no local onde foi construída a represa, que eram três. Astronomicamente o nome faz menção às três estrelas pertencentes à constelação Orion, que pode ser vista perfeitamente dessa região. Na crendice popular contam os nativos da região que a denominação é atribuída às três irmãs que oravam à margem direita do rio. Outra história aponta para as irmãs trigêmeas de nome Maria que moravam no sopé de uma das cachoeiras existentes. Essa cachoeira passou a se chamar Três Marias, mas foi extinta com a conclusão da barragem. A última versão, aceita pela Companhia de Desenvolvimento dos Vales do São Francisco e do Parnaíba (CODEVASF) e Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG), conta que três irmãs chamadas Maria morreram no rio. Esta é a versão mais aceita sobre a origem do nome, aproveitada pela CODEVASF e CEMIG, para denominação das obras da barragem e da hidroelétrica, apesar da usina ter a denominação oficial de "Bernardo Mascarenhas".

Curiosidades

As Usinas Hidrelétricas são divididas em três categorias de acordo com a sua capacidade instalada, de acordo com a Resolução ANEEL nº 652.
· Central de Geração Hidrelétrica (GCH): capacidade instalada menor que 1MW.
· Pequena Central Hidrelétrica (PCH): capacidade instalada entre 1 e 30MW.
· Grande Central Hidrelétrica (GCH): capacidade instalada maior que 30MW.
Até o final do ano de 2007 a Hidrelétrica de Três Marias ocupava o 44º no ranking de maiores potencias instaladas do Brasil, apresentando uma cifra de 363MW.

A Usina Hidrelétrica de Três Marias é responsável pelo fornecimento de 80% da energia no norte de Minas.

Mapa do Brasil com as hidrelétricas

Impactos ambientais

Quando uma usina hidrelétrica é construída, o local utilizado sofre grandes impactos ambientais que causam problemas, em curto prazo e até mesmo em longo prazo. A vegetação é comprometida uma vez que boa parte desta será inundada sobre a água.  Muitos animais perdem seu habitat, e caso não se adaptem a nova realidade podem morrer rapidamente. Depois de certo tempo, o local pode sofrer alterações em sua temperatura com mudanças de até 3° do que seria considerado normal. Muitos outros impactos são causados, e o ecossistema é abalado, mas todo ele acaba voltando ao equilibro.  No caso específico de Três Marias, o principal problema seria que a represa da hidrelétrica impede a piracema, já que não possui uma escada para que os peixes sigam seu curso normal pelo rio. Com isso, de certa forma pode-se dizer que a hidrelétrica contribui para uma redução na quantidade de peixes no que, no caso, é o Rio São Francisco. A solução desse problema é a ação da CODEVASF desenvolvendo um programa de piscicultura. Nesse programa serão produzidos e soltos, alevinos pelo rio de forma bem distribuída. Com isso, se garante a atividade pesqueira que possui grande importância social e econômica ao longo de todo o Rio São Francisco. segue abaixo alguns fotos: 

Todos os seus cursos (baixo, médio e alto) e as 3 principais usinas hidrelétricas do São Francisco

O Rio São Francisco tem aproximadamente 2.700 km de extensão e sua bacia abrange cerca de 639.219 km². Sua nascente se encontra na Serra da Canastra em Minas Gerais, e ao longo de sua trajetória passa por Bahia e Pernambuco até chegar à sua foz na divisa entre Alagoas e Sergipe, onde irá desaguar no oceano Atlântico. De acordo com a divisão fisiográfica, o  Velho Chico se divide em 4 partes:

• Alto São Francisco – Da sua nascente até Pirapora(MG)
• Médio São Francisco – De Pirapora (MG) à Remanso (BA)
• Sub-médio São Francisco– De Remanso (BA) até Paulo Afonso(BA)
• Baixo São Francisco – De Paulo Afonso(BA) até sua foz

Existem várias hidrelétricas no percurso do Rio São Francisco, com tamanhos diversos. As três principais são a Usina Hidrelétrica de Itaparica, a Usina Hidrelétrica de Xingó e a Usina Hidrelétrica Paulo Afonso.

Piracema e o programa desenvolvido na região da CODEVASF.

Na época da piracema os peixes sobem o rio para poderem desovar para se reproduzirem, esse fato garante a continuidade das espécies.No entanto, sabemos que toda e qualquer intervenção do homem na natureza provoca impactos ambientais. No caso específico de Três Marias, a represa impede a piracema, pois não tem escada para o peixe seguir o curso normal do rio acima do Grande Lago. Esse fato contribui, de certa maneira, para a redução de peixes no grande rio. A solução encontrada para esse problema foi o programa de piscicultura desenvolvido na região pela CODEVASF que consiste em produção e distribuição de alevinos(peixes) e soltura dos mesmos no Grande Lago da Represa de Três Marias, bem como em outros trechos. Dessa forma, garante-se a atividade pesqueira, de grande importância econômica e social ao longo Rio da Unidade Nacional.

Funcionamento, geração e distribuição de energia.

A energia elétrica provinda de hidrelétricas é produzida a partir do movimento de grandes turbinas pela força potencial da água retida em grandes barragens. A água represada na barragem é conduzida através de dutos forçados, uma espécie de canos de grande diâmetro que a partir dos mesmos a água é levada  até a casa de força onde estão localizadas as turbinas, a força que a água atinge ao percorrer os dutos faz com gire as turbinas. O movimento das turbinas induz o surgimento de uma tensão de 13800 V nos terminais de um núcleo composto por solenoides e enrolamentos de fios. Posteriormente a geração a tensão passa por transformadores elevadores de tensão para que a mesma possa ser elevada a 300000 V e transportada até subestações locais sem grandes perdas de energia e posteriormente já nas subestações próximas aos pontos de consumo ser abaixada até 13800 V para as redes de distribuição próximas as residências. A tensão de 138000 V é abaixada para 127 V em cada fase, valor no qual chega ás residências pronta para ser consumida.

Um giro pela Eletricidade – Equipamentos e máquinas

Banco de Baterias

Grande quantidade de baterias ligadas em séries mas com o valor de tensão muito maior do que uma bateria ou pilha comum. Muita gente pensa: “por que baterias em uma hidrelétrica?” As baterias funcionam como a energia reserva da hidrelétrica. No caso de uma pane, as baterias entram em ação e são usadas para fechar ou abrir válvulas e compartimentos, iluminar lâmpadas, alimentar painéis, entre outros equipamentos necessários em casos emergenciais. Como mostra a figura abaixo:

Medidores

É um conjunto de equipamentos sensíveis a variações usados para medir e demonstrar corrente, tensão, potência, temperatura, etc. Há uma grande quantidade de medidores pela hidrelétrica, analógicos ou digitais, essenciais para os técnicos que garantem o funcionamento e a manutenção da distribuição da energia. Segue abaixo duas imagens de medidores presentes na hidrelétrica:

Gerador

É onde se converte a energia mecânica (força da água) em energia elétrica. O gerador tem um sistema pré-distribuidor que direciona a água para a entrada do distribuidor que é composto por uma série de palhetas móveis acionados por um mecanismo hidráulico montado na tampa da turbina, sem contato com a água. O distribuidor controla a potência da turbina regulando a vazão de água manual ou automaticamente. O rotor e o eixo, como mostra a última foto, é onde se converte a potência hidráulica em potência mecânica no eixo da turbina. Segue alguns fotos abaixo:

gerador 1 - simulador

Gerador 2

Tampa da Turbina.

Transformador

Um transformador é um dispositivo destinado a transmitir energia elétrica ou potência elétrica de um circuito a outro, transformando tensões e/ou correntes baseados na lei de Faraday do campo magnético. Segundo a Faraday, é possível criar uma corrente elétrica em um circuito submetendo-o a um campo magnético variável. Com os transformadores, é possível aumentar em muito o valor de tensão ou corrente sem alterar o valor da potência. Em Três Marias há quatro grandes transformadores. 2 deles são ligados separados com os geradores 1 e 2 e os outros 2 são ligados aos geradores 3 e 4 e 5 e 6. Isso é devido ao fato dos geradores 1 e 2, conseguirem produzir maior potência. Segue abaixo algumas das fotos da viagem técnica:

Motores / Bombas

Os motores são equipamentos que transformam energia elétrica em mecânica (ou o contrário de um gerador) enquanto as bombas são equipamentos que adicionam energia aos líquidos. No caso da hidrelétrica, ambas tem praticamente a mesma função. Eles são equipamentos usados para drenar água em excesso ou são usadas para levar água para pontos específicos por exemplo para resfriar ou para levar ar comprimido para partes subterrâneas da hidrelétrica. Segue duas imagens uma de uma bomba e outra de um motor:

Disjuntores

São equipamentos destinados a proteger de forma automática o circuito de correntes de sobrecarga ou curto-circuito. A sua função básica é a de detectar uma falha na corrente elétrica, interrompendo-a imediatamente antes que os seus efeitos térmicos e mecânicos possam causar danos à instalação elétrica protegida. Diferem dos fusíveis que após interromperem a corrente se tornam inúteis, o disjuntor pode ser rearmado permitindo de novo a passagem de corrente como anteriormente funcionando assim também como chave. segue abaixo uma imagem de um disjuntor:

Capacitor

É um componente usado para armazenar energia em forma de campo elétrico. Ele fornece essa energia, quando não há energia suficiente da fonte de alimentação. Por causa disso, o capacitor usado em fontes alternadas, estabiliza-a deixando a mesma quase constante dependendo do valor e da sua qualidade. Segue abaixo uma imagem de um capacitor: 

Bernado Mascarenhas: A usina

Os professores de Geografia e de Acionamentos Elétricos da nossa turma de Eletrotécnica 2A do Campus 10 da instituição CEFET-MG, levou-nos para uma visita técnica a Usina Bernardo Mascarenhas, ou mais conhecida como Usina de Três Marias.

A Usina Bernardo Mascarenhas está localizada num lago formado pelo represamento do rio São Francisco. A barragem tem de altura 75m e sua extensão é de 2700m. A capacidade da usina é de 396MV como mostra na figura acima. Esta usina é administrada pela Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG) desde sua inauguração em 1962. A Usina está localizada em Minas Gerais na cidade de Três Marias que tem aproximadamente 29.315 habitantes e sua economia é fruto da produção em pequena escala de algodão, feijão e cereais. Na área industrial tem produção de energia e zinco. Segue a baixo um pequeno mapa mostrando as cidades próximas à Três Marias: