Usinas hidrelétricas do Brasil - Prof. Marilza

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Usinas hidrelétricas do Brasil
A energia hidrelétrica é o resultado do aproveitamento do curso dos rios e seus desníveis, usando a força da água (energia potencial) para movimentar turbinas que geram energia mecânica, e é transmitida, por fios, à população em forma de energia elétrica.
O Brasil tem hoje, nas hidrelétricas, sua principal fonte de energia, quase 95% da energia consumida no país é gerada por esse tipo de usina, o restante é proveniente de usinas nucleares e termelétricas. Com seus grandes rios, o país possui o terceiro maior potencial hidráulico do planeta, ficando atrás somente de países como China e Rússia.
Cada parte se constitui em um conjunto de obras e instalações projetadas harmoniosamente para operar eficientemente em conjunto. 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. Na mesma época, e ainda no reinado de D. Pedro II, 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. Em pouco mais de 100 anos, a potência instalada das unidades aumentou significativamente chegando a 14 mil MW, como é o caso da binacional Itaipu, construída em parceria por Brasil e Paraguai. Mas, o princípio básico de funcionamento para produção e transmissão da energia se mantém inalterado. O que evoluiu foram as tecnologias que permitem a obtenção de maior eficiência e confiabilidade do sistema.
O País está entre os que possuem a maior estrutura de recursos naturais para geração de energia do mundo. Algumas imagens de usinas hidrelétricas: 
     1)     Usina Hidrelétrica de Itaipu - Estado: Paraná | Rio: Paraná | Capacidade: 14.000 MW
 
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     2)      Usina Hidrelétrica de Belo Monte - Estado: Pará | Rio: Xingú | Capacidade: 11.233 MW
 
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3)      Usina Hidrelétrica São Luíz do Tapajós - Estado: Pará | Rio: Tapajós | Capacidade: 8.381 MW
 
·         4)      Usina Hidrelétrica de Tucuruí - Estado: Pará | Rio: Tocantins | Capacidade: 8.370 MW
 
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 5)      Usina Hidrelétrica de Santo Antônio - Estado: Rondônia | Rio: Madeira | Capacidade: 3.300 MW
FUNCIONAMENTO:
Em uma instalação hidrelétrica, a barragem represa as águas de um rio formando um reservatório. Esta água represada é conduzida por meio de tubulações até uma turbina (roda com pás). 
A energia potencial, existente entre o nível do reservatório antes da barragem e o nível do rio após a barragem transforma-se em energia cinética, através da água que faz girar a turbina. 
A turbina está ligada por um eixo a um gerador de energia elétrica que, que consequentemente, também entra em movimento. No gerador a energia cinética, ou energia mecânica, é transformada em energia elétrica. Ou seja, a água que se encontra represada armazena energia potencial, ao abrir as compotas da usina, a energia potencial da água vai sendo convertida em energia cinética à medida que ela vai escoando pelos dutos. Ao entrar em contato com as turbinas, as mesmas começam a girar dando origem à força eletromotriz induzida, processo este que consiste na conversão da energia cinética das turbinas em energia elétrica, pois em razão da fem (força eletromotriz) será estabelecida uma corrente elétrica entre dois pontos.
A energia elétrica produzida vai para uma subestação de onde é transmitida para os centros de consumo. 
As turbinas, em função da sua forma, podem ser de 3 tipos: Kaplan, Francis e Pelton. A escolha do tipo depende da altura da queda d’água e do regime de operação da usina. 
O gerador é composto de um rotor (imã), que gira no interior de uma bobina (estator), provocando o aparecimento de uma corrente elétrica.
	
Basicamente, os componentes de uma usina hidrelétrica são: 
1. Reservatório ou lago: Surge quando a água do rio é represada pela construção de uma barragem.
2. Barragem: É uma estrutura construída no leito de um rio, permitindo acumular água. Pode ser de terra, enrocamento, alvenaria ou concreto.
3. Vertedouro: Permite o controle do nível da água do reservatório, principalmente em períodos de cheias. Pode ter ou não comportas.
4. Tomada d’água: É a estrutura que permite a condução da água do reservatório para adução das turbinas. Equipada com comportas de fechamento e grades de proteção.
5. Conduto Forçado: É a canalização que conduz água, sob pressão, para as turbinas. Podem ser externos ou subterrâneos.
6. Casa de Força: Local de onde se opera a usina e estão localizados os grupos turbo-geradores e auxiliares.
7. Canal de Fuga: Local de saída da água após movimentar as turbinas.
8. Subestação: Recebe a energia elétrica gerada na usina, transformando-a em alta tensão, para que possa ser transportada pelas linhas de transmissão a grandes distâncias.
9. Turbina: É uma roda com pás. A água faz a turbina girar ao atingi-la, transformando energia hidráulica em energia mecânica.
10. Gerador: Está acoplado mecanicamente à turbina. A energia mecânica disponível no eixo da turbina é transformada em energia elétrica pelo gerador. 
VANTAGENS:
Apesar do alto custo para a instalação, o preço do seu combustível (a água) é zero. 
É uma fonte de energia renovável e não emite poluentes, contribuindo assim na luta contra o aquecimento global.
Contribuem para manter mais puro o ar que respiramos.
As hidrelétricas não produzem poluentes do ar nem geram subprodutos tóxicos.
Armazenam água potável.
Os reservatórios das usinas coletam água de chuva, que pode ser usada para o consumo e a irrigação.
Promovem a segurança energética e a redução dos preços pagos pelo consumidor final.
A energia que vem dos rios é uma fonte renovável com ótima relação custo/benefício, confiabilidade e eficiência.
Contribuem significativamente para o desenvolvimento.
As instalações hidrelétricas trazem eletricidade, estradas, indústrias e comércio para as comunidades. Com isso, estimulam a economia e melhoram a qualidade de vida da população.
DESVANTAGENS:
Apesar de ser uma fonte renovável e não emitir poluentes, as hidrelétricas causam grande impacto ambiental e social. Para a instalação desse tipo de usina e construção de barragens, que refreiam o curso dos rios, é necessário o alagamento de grandes áreas. Essa prática acaba acarretando problemas à fauna e flora local, como:
A destruição da vegetação natural,
Assoreamento do leito dos rios,
Desmoronamento de barreiras,
Extinção de certas espécies de peixes e torna o ambiente propício a transmissão de doenças como malária e esquistossomose.
Os impactos sociais também são visíveis com o deslocamento das populações ribeirinhas e indígenas, algumas que viviam na região há muitos anos, e são obrigadas a mudar-se por causa do alagamento para a construção dos lagos artificiais. E por serem geralmente construídas distante dos centros de consumo, o processo de transmissão de energia, que dá-se por fios, acaba tornando-se mais caro.
Quando o nível pluviométrico torna-se menor que o esperado, as hidrelétricas ficam com níveis de água abaixo do requisitado para a produção de energia normal e a geração de energia é transferida para outros tipos de usinas como as termelétricas e nucleares, encarecendo a conta do consumidor. E apesar de ser uma fonte limpa de energia, apenas 18% da energia mundial é produzida pelas hidrelétricas, pois a maioria dos países não possuem as condições naturais necessárias para a construção dessas usinas.
BIBLIOGRAFIA:
http://www.estudopratico.com.br/energia-hidreletrica-vantagens-e-desvantagens/
http://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-principio-funcionamento-uma-usina-hidreletrica.htm
http://meioambiente.culturamix.com/recursos-naturais/como-funciona-uma-usina-hidreletrica