GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ATIVIDADE 3

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Atividade 3 – Unidade 3 
Vinicius Pagliarin Matrícula: 2022101752 
 
Diversas estratégias são tomadas e parâmetros são avaliados ao desenvolver um novo 
empreendimento de geração de energia elétrica. 
Considerando ainda o projeto de empreendimentos que utilizam recursos hídricos como 
hidrelétricas, ou a readequação de centrais hidrelétricas já existentes, também incluindo 
possíveis reativações, sabe-se que existem dois parâmetros básicos para o entendimento do 
aproveitamento hidrelétrico: a altura da queda d'água (H) e a vazão (Q). É considerando esses 
dois parâmetros, inclusive, que se tem as classificações e modelos de turbinas hidráulicas mais 
comumente utilizadas no Brasil e no mundo. No projeto das usinas de Santo Antônio e Jirau, 
por exemplo, localizadas no Rio Madeira, dadas as condições ambientais demandadas como 
menor proporção territorial alagada e a possibilidade de operação sob imersão, tem-se o uso 
de turbinas do tipo Straflo e Bulbo. 
A rotação específica estabelecida por uma turbina, de maneira geral, dependerá tanto da 
vazão, dada em metros cúbicos por segundo, quanto da altura da queda d'água, em metros, 
como mostra a equação matemática a seguir, com g representando a aceleração da gravidade. 
Rotação específica: 
 
Dessa forma, existem possíveis faixas mais adequadas, em termos de rotação necessária, que 
tornam possível associar diversos tipos de turbinas utilizadas em todo o mundo, como mostra 
o gráfico visto na Figura 1 adiante, considerando inclusive a queda d'água. 
 
Figura 1 - Possíveis rotações e quedas d'água e tipos de turbinas mais utilizados pelo mundo 
Fonte: Reis (2011, p. 113). 
REIS, L. B. Geração de energia elétrica: Manole, São Paulo, 2. Ed., 2011. Disponível na Biblioteca 
Virtual Universitária ou disponível na Minha Biblioteca. 
A especificação da turbina é uma parte importante do projeto do empreendimento hidrelétrico 
e também permite entender qual o gerador síncrono mais adequado, em certos casos, 
lembrando que as rotações devem ser compatíveis. Considerando, então, a contextualização 
prática apresentada, suponha que seja necessário, para um dado empreendimento hidrelétrico 
em projeto, uma turbina hidráulica capaz de operar, para efetivo aproveitamento hidráulico, 
com rotação intermediária e adaptação da relação vazão e queda d'água. Qual poderia ser a 
estratégia adotada pelo(a) profissional encarregado(a) no contexto? Justifique sua resposta. 
 
A estratégia adotada seria a turbina Francis, pois para valores intermediários de altura e vazão 
elas são as mais utilizadas, nas quais a força tem uma componente perpendicular e outra axial, 
sendo que a proporção da componente axial vai aumentando na medida em que a altura cai e 
a vazão cresce. 
Neste tipo de turbina, a água sob pressão entra por um duto circular de secção decrescente, 
onde é desviada por um conjunto de pás estáticas para um rotor central. A água atravessa a 
parede lateral do rotor, empurrando outro conjunto de pás fixas no mesmo, e sai pela base do 
rotor com pressão e velocidade muito reduzidas. A potência mecânica extraída da água é 
transmitida pelo rotor a um eixo fixado na base oposta. As pás estáticas podem ser ajustáveis. 
 
Turbinas Francis são as 
mais comuns em usinas 
hidrelétricas por sua 
flexibilidade e 
eficiência. O rotor 
geralmente tem entre 1 
e 10 m de diâmetro. 
São usadas com quedas 
de água de 10 até 650 
m, a velocidades de 80 
a 1000 rpm; sua 
potência varia de 
menos de 10 a 750 
MWs. 
 
 
 
 
 
 
 
 
A turbina Francis é um tipo de turbina de água de reação. Ou seja, ele usa a energia cinética da 
água corrente como energia de pressão para girar uma roda d'água. A turbina está localizada 
entre a porta de entrada onde a alta pressão é aplicada e a parte da porta de descarga de baixa 
pressão. 
A Usina hidrelétrica de Itaipu assim como a Usina Hidrelétrica de Belo Monte, Usina 
hidrelétrica de Tucuruí, Usina Hidrelétrica de Furnas, Usina Hidrelétrica de Foz do Areia, AHE de 
Salto Pilão, Usina Xavantes e outras no Brasil funcionam com turbinas tipo Francis, com cerca 
de 100 m de queda de água.