1. ENERGIA E MEIO AMBIENTE
FONTES RENOVÁVEIS
ENERGIA HIDRÁULICA

2. RECURSOS HÍDRICOS
A água é o recurso natural mais abundante na
Terra: com um volume estimado de 1,36 bilhão
de quilômetros cúbicos (km3) recobre 2/3 da
superfície do planeta sob a forma de oceanos,
calotas polares, rios e lagos. Além disso, pode
ser encontrada em aqüíferos subterrâneos,
como o Guarani, no Sudeste brasileiro.

3. VANTAGENS
A água também é uma das poucas fontes para
produção de energia que não contribui para o
aquecimento global.
E é renovável:
Pelos efeitos da energia solar e da força da
gravidade, o líquido transforma-se em vapor que
se condensa em nuvens, que retornam à
superfície terrestre sob a forma de chuva.

4. ENERGIA HIDRÁULICA
INTRODUÇÃO
A energia hidráulica resulta da
irradiação solar e da energia
potencial gravitacional, que
provocam a evaporação,
condensação e precipitação da água
sobre a superfície terrestre.

5. DISPONIBILIDADE DE RECURSOS HIDRÁULICOS
A estimativa da quantidade de energia hidráulica
disponível no mundo poder ser feita pela simples
aplicação da fórmula de cálculo da energia
potencial (EP):
EP = M (massa) x g (aceleração da gravidade) x h
(altura)

6. A precipitação média anual na Terra é da
ordem de 1.017 kg e a altura média
da superfície terrestre (em relação ao nível
do mar) é de 800 m. Portanto,
a energia hidráulica potencial é da ordem de
200 mil TWh* por ano, o que
equivale a duas vezes o consumo médio
anual de energia primária no mundo
(BOYLE, 1996).
*TWh - Terawatts hora vale 10 elevado a 12 Wh

7. ENERGIA HIDRÁULICA - HISTÓRIA
O uso da energia hidráulica foi uma das primeiras
formas de substituição do trabalho animal pelo
mecânico, particularmente para bombeamento
de água e moagem de grãos.
Características: disponibilidade de recursos,
facilidade de aproveitamento e, principalmente,
seu caráter renovável.

8. A força das águas foi transferida para uma série
de máquinas de movimento rotatório através de
eixos, hastes, roldanas, polias, cabos e
engrenagens.
Os gregos utilizaram rodas d água de eixo
vertical já em 85 a.C. e de eixo horizontal por
volta de 15 a.C.
A força das águas foi a única fonte de energia
mecânica (além do vento) disponível até o
desenvolvimento do motor a vapor no século
XIX.
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9. ENERGIA HIDRÁULICA - HISTÓRIA
Século XIX o aproveitamento dessa forma de
energia se tornou mais atraente do ponto de
vista econômico, com a invenção dos grupos
turbinas-geradores de energia elétrica e a
possibilidade do transporte de eletricidade a
grandes distâncias, se conseguiu obter um
elevado rendimento econômico desse
aproveitamento.

10. A primeira hidrelétrica do mundo foi
construída no final do século XIX – quando o
carvão era o principal combustível e as
pesquisas sobre petróleo ainda engatinhavam
– junto às quedas d’água das Cataratas do
Niágara. Até então, a energia hidráulica da
região tinha sido utilizada apenas para a
produção de energia mecânica.

11. O Brasil construiu a primeira hidrelétrica, no
município de Diamantina, utilizando as águas
do Ribeirão do Inferno, afluente do rio
Jequitinhonha, com 0,5 MW (megawatt) de
potência e linha de transmissão de dois
quilômetros.

12. ENERGIA HIDRÁULICA - USINA
Uma usina hidrelétrica pode ser definida
como um conjunto de obras e
equipamentos cuja finalidade é a geração
de energia elétrica.
Animação
http://www.cricketdesign.com.br/abril/hidr
eletrica/

13. ENERGIA HIDRÁULICA - USINA
Uma usina hidrelétrica compõe-se das seguintes
partes:
barragem;
sistemas de captação e adução de água;
casa de força;
sistema de restituição de água ao leito
natural do rio.

14. ENERGIA HIDRÁULICA - USINA

15. A Figura ilustra o potencial da energia hidráulica no mundo para geração de
energia elétrica. Os maiores potenciais estão localizados na América do
Norte, antiga União Soviética, China, Índia e Brasil. O Continente Africano é
o que apresenta os menores potenciais.

16. TECNOLOGIAS DE APROVEITAMENTO
O aproveitamento da energia hidráulica para
geração de energia elétrica é feito por meio do
uso de turbinas hidráulicas, devidamente
acopladas a um gerador. Com eficiência que pode
chegar a 90%, as turbinas hidráulicas são
atualmente as formas mais eficientes de
conversão de energia primária em energia
secundária.

17. O modelo mais utilizado é o Francis, uma vez que
se adapta tanto a locais com baixa queda quanto
a locais de alta queda. Como trabalha
totalmente submerso, seu eixo pode ser
horizontal ou vertical (RAMAGE, 1996).
Entre outros modelos de turbinas hidráulicas,
destacam-se o Kaplan, adequado a locais de
baixa queda (10 m a 70 m), e o Pelton, mais
apropriado a locais de elevada queda (200 m a
1.500 m).

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20. Turbina Pelton
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21. Turbina Francis
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22. Os aspectos que devem ser levados em
consideração na classificação das usinas
hidrelétricas (RAMAGE, 1996):
i) altura efetiva da queda d’água;
ii) capacidade ou potência instalada;
iii) tipo de turbina empregada;
iv) localização, tipo de barragem, reservatório etc.
Fatores são interdependentes.
A altura da queda determina os demais, e uma
combinação entre esta e a capacidade instalada
determina o tipo de planta e instalação.

23. O Centro Nacional de Referência em Pequenas
Centrais Hidrelétricas – CERPCH, da
Universidade Federal de Itajubá – UNIFEI,
considera de baixa queda uma instalação com
altura de até 15 m; instalações com alturas
superiores a 150 m são consideradas de alta
queda e instalações com altura entre esses
dois valores são consideradas de média queda
(CERPCH, 2000).
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24. A potência instalada determina se a usina é de
grande ou médio porte ou uma Pequena Central
Hidrelétrica (PCH). A Agência Nacional de Energia
Elétrica (Aneel) adota três classificações:
Centrais Geradoras Hidrelétricas (com até 1 MW
de potência instalada), Pequenas Centrais
Hidrelétricas (entre 1,1 MW e 30 MW de potência
instalada) e Usina Hidrelétrica de Energia (UHE,
com mais de 30 MW).
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25. No Brasil, um exemplo típico de aproveitamento
hidrelétrico de baixa queda é o da Usina Hidrelétrica
de Jupiá, localizada no Rio Paraná, Município de Três
Lagoas – SP. Com reservatório de 330 km2, a usina
possui 14 turbinas Kaplan, totalizando uma potência
instalada de 1.551 MW.

26. Um modelo interessante e particular de barragem de média
queda é o da Usina Hidrelétrica de Funil, localizada no Rio
Paraíba do Sul, Município de Itatiaia – RJ. Construída na
década de 60, a barragem é do tipo abóbada de concreto,
com dupla curvatura, única no Brasil. Com uma
capacidade nominal de 216 MW, sua operação teve início
em1969 (FURNAS, 2005).

27. ENERGIA HIDRÁULICA - USINA
No Brasil, de acordo com o Banco de
Informações da Geração (BIG) da Aneel, em
novembro de 2008, existem em operação 227
CGHs, com potência total de 120 MW; 320 PCHs
(2,4 mil MW de potência instalada) e 159 UHE
com uma capacidade total instalada de 74,632
mil MW. Em novembro de 2008, as usinas
hidrelétricas, independentemente de seu porte,
respondem, portanto, por 75,68% da potência
total instalada no país, de 102,262 mil MW.

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30. ENERGIA HIDRÁULICA - CONSUMO

32. ENERGIA HIDRÁULICA - GERAÇÃO

33. IMPACTOS SOCIOAMBIENTAIS
O setor elétrico brasileiro possui uma matriz
energética bem mais “limpa”, com forte
participação de fontes renováveis já que o
parque instalado é concentrado em usinas
hidrelétricas que não se caracterizam pela
emissão de gases causadores do efeito estufa
(GEE). Mais de 70% das emissões de GEE do país
estão relacionadas ao desmatamento e às
queimadas.

34. Uma usina hidrelétrica demanda a inundação
de uma vasta área, para a ocupação de seu
reservatório de água.
O impacto causado por esta modificação no
ambiente consiste do alagamento de florestas
inteiras.
O conjunto dos seres vivos e os ecossistemas
podem ser alterados. A vegetação submersa
decompõe-se, dando origem a gases como o
metano, que tem impacto no chamado "efeito
estufa" e causando mudança no clima.

35. Outra preocupação se relaciona com o
potencial aumento dos casos de problemas de
saúde acarretados pela retenção de poluentes
produzidos pelas cidades grandes localizadas a
montante da represa.
Também pode ocorrer uma redução no fluxo
de sedimentos e nutrientes para as regiões
localizadas a jusante da represa.
Ex: após a construção da represa de Assuan no
Egito, em 1964, a pesca na região leste do
Mediterrâneo foi afetada por este motivo.

36. Águas quentes estagnadas ou com baixa
velocidade de movimentação também podem
causar outros problemas de saúde pública.

37. Dois exemplos internacionais de graves
problemas decorrentes de empreendimentos
hidrelétricos são Akossombo (Gana) e Assuan
(Egito).
Além de alterações de ordem hídrica e
biológica, esses projetos provocaram o
aumento da prevalência da esquistossomose,
que em ambos os casos ultrapassou o índice
de 70% da população local e circunvizinha,
entre outros transtornos de ordem cultural,
econômica e social (ANDREAZZI, 1993).
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38. Há também os perigos de rompimento de
barragens e outros acidentes correlatos, que
podem causar problemas de diversas ordens e
dimensões.
Um exemplo clássico é o de Macchu, na Índia,
onde 2.500 pessoas pereceram, em razão da
falha de uma barragem em 1979.
(ELETRONUCLEAR, 2001).
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39. Um acidente deixou 12 mortos e 64 desaparecidos
na usina hidrelétrica Sayano-Shushenskaya, na
Rússia, com capacidade instalada de 6400 MW (10
geradores de 640 MW), a sexta maior do mundo.
17 de Agosto, 2009
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