• hppadilha9

Aproveitamento Hídrico

Eu comecei neste mês de novembro 2022 uma cadeira de Energia Hidráulica muito interessante no curso de Gestão de Fontes Renováveis de Energia e Eficiência Energética com o Professor Wilian Carlos de Oliveira. Partindo do básico dos princípios de conversão de energia; aspectos construtivos de represas; arranjos típicos de casas de força; equipamentos auxiliares; e linha de eixo –arranjo de mancais. E aprofundando o estudo na identificação e classificação de potenciais reservatórios de regularização do SIN; implantação de UHES; licenciamento ambiental e avaliação processual de usinas e outras análises processuais; e expansão hidrelétrica.

Organizando o conhecimento, podemos começar explicando que uma usina hidrelétrica usa a energia cinética da água que desce de uma altura para gerar eletricidade. A água corrente aciona turbinas e geradores, convertendo energia cinética em energia mecânica e depois em energia elétrica. Turbinas e geradores são instalados dentro ou adjacentes à barragem, ou enviam água para as turbinas e geradores da usina hidrelétrica em canais chamados tubos de pressão. Com as condições naturais de queda, nível da água, o uso efetivo de engenharia de fluxo, física mecânica, e correspondência precisa, é possível obter a mais alta geração de energia, uma energia barata e livre de poluição.

O processo geral de energia hidrelétrica funciona da seguinte forma, depois que a água do rio é captada pelas instalações de bloqueio de água, ela é enviada para a usina por meio de instalações hidroviárias, como canais ou túneis e condutos forçados.

Quando a unidade precisar funcionar para gerar eletricidade, abre a válvula principal e, em seguida, abre a asa guia (a pequena comporta de água que controla a potência de saída) para fazer a água impactar a turbina.

Depois que a turbina gira, ela aciona o gerador para girar. Depois que o gerador é excitado, o gerador acumula tensão e começa a enviar eletricidade para o sistema de energia assim que o disjuntor é ligado.

Existem alguns tipos de energia hidrelétrica numa geração hidrelétrica convencional. Cito e explico basicamente algumas, de acordo com o que aprendi nas leituras do material didático.

Geração de Energia Hidrelétrica Convencional - Geração de Energia Hidrelétrica de Fluxo de Corrente (barreira de captação de água - entrada de água - curso d'água - tanque de decantação de areia - hidrovia - caixa d'água - conduto forçado - usina - canal de água de cauda)

Na maioria das vezes, opera de acordo com a vazão natural do rio. Quando a vazão é grande, a potência de saída pode atingir a capacidade total de toda a usina no momento do projeto. Quando o fluxo é pequeno, pode produzir apenas menos de um terço da potência de toda a capacidade da planta.

Quando a vazão do rio é maior do que a água necessária para a geração total de energia de toda a usina, o excesso de água não pode ser aproveitado e deve ser descarregado diretamente a jusante.

A saída do grupo gerador não pode ser ajustada de acordo com a demanda da carga do sistema elétrico, e geralmente é utilizada como uma “usina de carga básica” (uma usina que pode fornecer operação estável por um longo tempo e baixo custo variável).

Energia Hidrelétrica Convencional - Hidrelétrica de Reservatório (reservatório - entrada de água - tubulação de aço de pressão - usina - água de cauda)

Se o reservatório de uma usina hidrelétrica possui uma grande quantidade de água que pode permanecer estável por todo 01 ano, por exemplo, ela é chamada de usina do tipo reservatório. Ela atende à demanda de carga do sistema elétrico.

A operação da usina de reservatório depende das necessidades da carga do sistema de energia, e pode ser usada como uma usina de carga de pico, que geralmente deve ter capacidade de carga rápida de elevação e abaixamento.

Hidrelétrica Convencional - Hidrelétrica de Piscina Ajustada (piscina de ajuste - entrada de água - via fluvial - tanque de areia - via navegável - tanque de água - conduto forçado - usina - água de cauda)

A piscina de ajuste pode ajustar a diferença entre o consumo de água da usina e o fluxo natural do rio para corresponder à demanda de carga do sistema de energia. A tomada d'água é colocada na lateral da barragem, onde não é impactada diretamente pelo fluxo de água. Existe uma distância considerável entre a tomada de água e a sala de fábrica, de modo a obter uma queda suficiente.

Geração de energia hidrelétrica de armazenamento bombeado (piscina superior - entrada de água - conduto forçado - usina de armazenamento bombeado - piscina inferior).

Esse tipo de central elétrica tem duas barragens situadas em diferentes alturas que permitem armazenar água nos momentos de menor demanda e aproveitá-la para gerar energia nas horas de maior consumo para satisfazer toda a demanda elétrica.


Quanto ao tipo de turbinas, existe uma turbina para cada aproveitamento hídrico. As turbinas de Reação: Turbinas de fluxo Radial: tipo Francis; Turbinas de fluxo axial: tipos Kaplan ou hélice. Turbinas de Impulso: turbinas tipo Pelton e turbinas tipo Turgon.


Um gerador para cada tipo de turbina




Componentes de uma represa típica

Construções típicas de represas são as represas tipo arco; as represas por gravidade e as represas mistas arco-gravidade.


Represa por gravidade

Represa tipo arco

Represa mista arco-gravidade

Mista arco-gravidade

E quanto aos hidrogeradores:




Turbina tipo Francis e seu campo de aplicação

Casa de força com turbina Francis dupla horizontal

Turbina Francis

Tubo de sucção

Turbina Kaplan e seu campo de aplicação

Turbina Kaplan

Unidade geradora Kaplan

Turbina Kaplan

Caracol e tubo de sucção

Turbina Bulbo

Unidade geradora bulbo


Estudos hidráulicos

Turbina Pelton


Eixo horizontal Pelton


Excelente material do IPOG Rio de Janeiro. Seguirei alimentando essa postagem com o decorrer da disciplina.

Grande abraço.

Eng. Hamylton Pinheiro Padilha Junior