ENERGIA HIDRELETRICA

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geração de energia elétrica:
HIDRELÉTRICA
Ipatinga
2017
GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA:
HIDRELÉTRICA
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Faculdade Pitágoras, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia Elétrica. 
Orientadores: 
Ipatinga
2017
GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA:
HIDRELÉTRICA
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Faculdade Pitágoras, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia Elétrica. 
BANCA EXAMINADORA
Prof(ª). Titulação Nome do Professor(a)
Prof(ª). Titulação Nome do Professor(a)
Prof(ª). Titulação Nome do Professor(a)
Ipatinga, 08 de dezembro de 2017
Dedico este trabalho...
AGRADECIMENTOS 
SOBRENOME, Nome Prenome do autor. Título do trabalho: subtítulo. Ano de Realização. Número total de folhas. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Nome do Curso) – Nome da Instituição, Cidade, ano.
RESUMO
Palavras-chave: Palavra 1; Palavra 2; Palavra 3; Palavra 4; Palavra 5.
SOBRENOME, Nome Prenome do autor. Título do trabalho na língua estrangeira: subtítulo na língua estrangeira. Ano de Realização. Número total de folhas. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em nome do curso) – Nome da Instituição, Cidade, ano.
ABSTRACT
Key-words: Word 1; Word 2; Word 3; Word 4; Word 5.
(Obs.: Siga as mesmas considerações do Resumo)
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
Figura 1 – 	1
LISTA DE TABELAS 
Tabela 1 – Título da tabela	01
LISTA DE QUADROS 
Quadro 1 - .............................................................
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
sumário
1 INTRODUÇÃO	13
2 geração de ELeTRICidade.............................................................................14
2.1 FONTES DE ENERGIA.......	17
2.1.1 Etapas da energia.............................................................................................18
3	 ENERGIA HIDRÁULICA	19
3.1	PRODUÇÃO DE ELETRICIDADE	20
3.1.1	Potencial hidroelétrico nacional	21
4	 Meio ambienteS	24
4.1 INDICADORES	25
4.1.1 Políticas Públicas	26
5 	 CONsiderações finais	29
REFERÊNCIAS	30
Anexos	30
apêndices	31
INTRODUÇÃO
A geração de energia elétrica se dá através de processo de produção usando tecnologias e fontes renováveis e não renováveis. Antes de chegar aos consumidores, a eletricidade passa por diversas etapas. No Brasil, as usinas hidrelétricas são as mais utilizadas na produção de energia elétrica.
Este estudo sobre geração hidrelétrica se justifica porque em território nacional, ela é predominante e tem forte impacto nos índices apresentados pela Agência Nacional de Energia Elétrica.
A geração hidrelétrica é classificada como um tipo de geração que utiliza fonte renovável, a água, no entanto surge a problemática devido aos impactos causados em sua montagem e também aos desvios dos cursos de água.
O objetivo geral deste trabalho é conhecer como que acontece a geração de energia elétrica através das usinas hidrelétricas. E como objetivos específicos, conhecer de modo geral a geração de eletricidade, entender o processo de geração através das hidrelétricas e indiciar a avaliação socioambiental desse tipo de geração realizada pela Empresa de Pesquisa Energética, empresa pública vinculada ao Ministério de Minas e Energia.
O tipo de pesquisa realizado neste trabalho foi uma Revisão de Literatura, onde foi realizada consulta em Atlas, livros e em homepage que falaram sobre o assunto estudado. Foram selecionados através de busca em meio eletrônico. O período dos artigos pesquisados foram os trabalhos publicados nos últimos 20 anos e as palavras-chave utilizadas na busca foram: Geração de energia, hidrelétrica, impactos socioambientais e fontes renováveis.
1 geração de eletricidade
A sociedade depende da energia elétrica para manter sua qualidade de vida, todos os tipos de serviços estão correlacionados com a eletricidade. As pessoas físicas e jurídicas não imaginam um cenário sem esse tipo de recurso. Ele proporciona trabalho, desenvolvimento e produtividade. Em alguns setores é imprescindível, como exemplo, nos hospitais. No entanto, a demanda cresceu e as fontes tradicionais utilizadas para geração estão ficando cada vez mais escassas. Em território nacional, a principal fonte utilizada para geração de energia elétrica é a hidráulica, segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL. (BARBOSA, 2013).
Os sistemas elétricos são divididos em geração, transmissão e distribuição. A energia elétrica é ofertada aos consumidores por meio da prestação de serviço público. As empresas que prestam serviço público de eletricidade o fazem através de concessão ou permissão concedidos pelo governo federal. No Plano Decenal de Expansão de Energia - PDE, a Empresa de Pesquisa Energética - EPE fez uma previsão que consumo de energia elétrica e concluiu que chegará a aproximadamente 698 TWh em 2023. Considerando que a expectativa do consumo do Brasil para 2014 era, de acordo com o estudo, de um pouco mais de 481 TWh, a empresa que realizou o estudo estimou um crescimento médio de 4% ao ano no período. E também, a demanda por energia elétrica apresentará um acréscimo relevante. No período de 10 anos, de 2014 a 2023, passará de 65.830 MW médios para 92.714 MW médios, e equivale também a um crescimento de 4% em média anualmente. De acordo com o levantamento, neste intervalo, o acréscimo médio anual da carga de energia elétrica no Sistema Interligado Nacional - SIN já incorporados os ganhos de eficiência energética e sem levar em consideração a parte da autoprodução, será de 3 mil MW médios, aproximadamente. (PORTAL O SETOR ELÉTRICO, 2017).
Então com o acréscimo da demanda apresentado pelos estudos da Empresa de Pesquisa Energética, é preciso diversificar as fontes primárias na geração de energia elétrica, optando por aquelas que são classificadas como renováveis e implantar uma forte política de eficiência elétrica. 
1.1 FONTES DE ENERGIA 
De acordo com Barbosa (2013), o processo de geração de energia elétrica se dá através da utilização de diversas fontes. Essas fontes são classificadas em renovável e não renovável. As renováveis são aquelas em que o uso é menor que o período de sua formação pela natureza. Com por exemplo: o sol, o vento e a água. As fontes não renováveis são as passíveis de esgotamento pelo seu uso sem controle. A figura 1 um ilustra o panorama de oferta de energia no Brasil.
Figura 1 - Oferta de energia elétrica no Brasil - 2013
Fonte: Assegurar Energia Sustentável (2017)
Conforme mostra a figura 1, a matriz elétrica nacional é diversificada, e devido às suas vantagens em fontes de energia renováveis, o seu maior potencial elétrico se concentra nas hidrelétricas. No entanto, as políticas de incentivo estão induzindo a utilização de outras fontes renováveis, com a eólica e a solar.
1.1.1 Etapas da Energia
Como foi falado anteriormente, a eletricidade pode ser gerada em usinas hidrelétricas, termoelétricas, usinas eólicas e entre outras. Após a produção, ela passa por sistema de transmissão, que é composto por linhas de transmissão, sistemas de proteção e substações. Quando chega aos centros consumidores, passa pelos transformadores de tensão para diminuir a voltagem e assim permitindo seu uso de modo seguro. (CPFL ENERGIA, 2017).
A figura 2 ilustra as etapas em que a eletricidade é submetida.
Figura 2 - Etapas da Energia Elétrica
Fonte: A geradora (2017)
A figura 2 mostra de forma didática, todas as etapas em que a energia elétrica passa antes de ser consumida.
Na fase da geração preocupa-se com o processo da produção de energia elétrica por meio de diversas fontes, que apesar de existir muitas opções de geração, cada uma possui características específicas em termos de dimensionamento, custos e tecnologia. A transmissão é a segunda etapa daenergia elétrica e ocorre através do transporte da energia elétrica gerada até aos consumidores. Isto ocorre devido ao fato de que os pontos de geração normalmente se localizam distantes dos centros de consumo. Perto dos centros de consumo têm-se as subestações, tendo como principal componente um transformador rebaixador. Uma estação de transformação é composta por equipamentos, máquinas, aparelhos e circuitos que tem como objetivo modificar os parâmetros da potência elétrica. (BARBOSA, 2013).
O sistema de distribuição de eletricidade no território é regulado através de resoluções da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), e estes são orientados pelas diretrizes estabelecidas pelas legislações aprovadas pelo Congresso Nacional e também nos decretos definidos. O documento chamado de Procedimentos de Distribuição (Prodist) promulga disciplinas, condições, responsabilidades e penalidades relativas à conexão, planejamento da expansão, operação e medição da eletricidade. Define também, indicadores e critérios de qualidade para usuários, distribuidores e importadores e exportadores de energia elétrica. O atendimento aos usuários do setor regulado é realizado pelas distribuidoras de energia elétrica e também pelas cooperativas de eletrificação rural que distribui eletricidade apenas para os associados. A energia elétrica distribuída é aquela efetivamente disponibilizada aos usuários conectados à rede de uma determinada empresa de distribuição de energia elétrica. Tal rede podendo ser aérea, suportada por postes e também por dutos subterrâneos. O setor privado se responsabiliza por 67% da energia distribuída no País. Os sistemas de energia no território nacional incluem as redes e linhas que operam em tensão inferior a 230 mil volts, seja em alta, média ou baixa ou tensão. (GOVERNO DO BRASIL, 2017).
Através do estudo realizado neste capítulo, foi possível conhecer as principais fontes de energia que operam no Brasil, como elas são classificadas e a sua predominância. Também foram destacadas as etapas em que a energia elétrica passa, incluindo da geração até o seu uso final, foi relatado também órgãos reguladores e entidades que realizam pesquisas avançadas do setor, permitindo assim, que os administradores tomem decisões assertivas, atendendo à crescente demanda e cumprindo com as questões legais envolvidas.
2 ENERGIA HIDRÁULICA
A água é um recurso abundante na terra, com volume aproximado de 1,36 bilhão de quilômetros cúbicos e cobre 2/3 da superfície sob forma de oceanos, calotas polares, lagos e rios. Ela é uma das fontes para produção de energia elétrica que não contribui para o aquecimento global e ainda é renovável. No entanto, na matriz energética mundial, ela tem pouca expressividade e na elétrica, decrescente. De acordo com o gráfico 1, a participação das águas na produção total de energia passou de 2,2% em 1973 para 1,8% em 2006. (Agência Nacional de Energia Elétrica, 2017).
 Gráfico 1 - Matriz Energética no período de 1973 à 2006
 
 Fonte: Agência Nacional de Energia Elétrica (2017)
Conforme visualizando no gráfico 1, a energia hidráulica sofreu um decréscimo no período estudado. O gráfico 2 mostrou as fontes de energia para a produção de eletricidade no mesmo período do gráfico 1.
 Gráfico 2 - Combustível para geração de eletricidade entre 1973 e 2006
Fonte: Agência Nacional de Energia Elétrica (2017)
O gráfico 2 mostra que no mesmo período, a matriz energia elétrica recuou em 5%. Esses dados em relação ao uso da água podem ser explicado devido a disposição desse recurso na superfície terrestre. E em relação à redução do uso na matriz elétrica, está relacionada ao esgotamento das reservas.
2.1 PRODUÇÃO DE ELETRICIDADE
A energia hidrelétrica é gerada a partir do aproveitamento do fluxo das águas em usinas que envolvem tanto a construção quanto o desvio do rio e a formação de reservatórios de água. Há dois tipos de reservatórios: acumulação e fio d’água. Os primeiros, normalmente se encontram na cabeceira dos rios, em locais de altas quedas d’água. As usinas a fio d’água produzem energia com o fluxo de água do rio, pela vazão com mínimo ou nenhum acúmulo do recurso hídrico. Para realizar a produção de energia hidráulica, é preciso integrar a vazão do rio, os desníveis do relevo e a quantidade de água em determinado período. A estrutura da usina é formada por sistema de captação e adução de água, barragem, casa de força e vertedouro. Tal estrutura precisa trabalhar em conjunto. A barragem interrompe o curso do rio e realiza o reservatório. Além de armazenar a água, os reservatórios permitem a formação dos desníveis, a captação da água em volume desejado e a regularização da vazão em períodos de seca ou chuva. (ANEEL, 2017).
De acordo com a ANEEL (2017), Os sistemas de captação e adução podem ser tuneis, canais e até mesmo condutos metálicos. E sua função é conduzir a água até a casa de força. É nesta instalação que se encontram as turbinas, elas são formadas por pás conectadas a um eixo do gerador. Ao movimentar o gerador, a energia cinética é convertida em elétrica. Após passar pelas turbinas, a água retorna para o curso normal do rio. Os principais tipos de turbinas que existem são as Francis, Kaplan, Pelton e Bulbo. O vertedouro é o último nesse processo, é ele que libera a saída da água quando o nível do reservatório passa do limite recomendado, ele evita enchentes.
A figura 3 ilustra uma usina hidrelétrica com os seus principais componentes.
Figura 3 - Usina Hidrelétrica
Fonte: Agência Nacional de Energia Elétrica (2017)
A figura 3 ilustrou uma típica usina de energia hidráulica e em destaque, o gerador que realiza a transformação de energia cinética em energia elétrica. 
2.1.1 Potencial hidroelétrico nacional 
Como assinalado anteriormente, a produção de energia elétrica do Brasil é predominantemente através de usinas hidrelétricas. Entre 1970 e 2003, de acordo com a Empresa de Pesquisa Energética (2007), a oferta de eletricidade aumentou mais de 2,5 vezes do que cresceu mundialmente na média.  O potencial técnico de aproveitamento no Brasil está entre os cinco maiores do mundo, este dispõe de 12% da água doce superficial do planeta e condições de exploração. O potencial hidrelétrico é contabilizado em aproximadamente 260 GW, destes 40,5% estão localizados na Bacia do Amazonas – para efeito de comparação, a Bacia do Paraná corresponde a 23%, a do Tocantins, por 10,6% e a do São Francisco, por 10%. Contudo, apenas 63% do potencial foram inventariados. A Região Norte, em especial, tem um grande potencial ainda para ser explorado. (GEVERNO DO BRASIL, 2011). 
A figura 4 ilustra os dados obtidos através do levantamento realizado pelo EPE em 2007, onde foi feito o estudo do aproveitamento por regiões.
		Figura 4 - Aproveitamento hidroelétrico por região
Fonte: Empresa de Pesquisa Energética (2007)
Por meio da figura 4 foi mostrado o potencial hidroelétrico por região do Brasil.
De acordo com a ANEEL (2017), o Brasil tem um total 4.733 empreendimentos em operação, totalizando 154.297.319 kW de potência instalada. O quadro 1 ilustra tal cenário.
Quadro 1 - Capacidade de Geração Instalada
Fonte: ANEEL (2015)
O Quatro 1 demonstra a capacidade de energia elétrica instalada englobando todos os tipos de geração, onde:
CGH: Central Geradora Hidrelétrica;
CGU: Central Geradora Undi-elétrica;
EOL: Central Geradora Eólica;
PCH: Pequena Central Hidrelétrica;
UFV: Central Geradora Solar Fotovoltaica;
UHE: Usina Hidrelétrica;
UTE: Usina Termelétrica;
UTN: Usina Termonuclear.
3 MEIO AMBIENTE
A localização de uma usina hidrelétrica, suas dimensões e capacidade remetem ao debate sobre os aspectos socioambientais atrelados ao seu desenvolvimento. É preciso considerar as áreas protegidas, os principais biomas, as áreas de conservação de biodiversidade e entre outras. As Terras Indígenas também devem dispor de atenção especial, pois estão sob proteção legal. A formação de reservatórios de água e também regularização de vazõesprovocam alterações no curso das águas e a formação de microclimas, pode prejudicar algumas espécies. Também existe o perigo de rompimento de barragens que podem causar problemas aos redores. (ANEEL, 2007).
A Empresa de Pesquisa Energética realizou uma avaliação socioambiental de usinas hidrelétricas considerando aspectos ambientais e socioeconômicos. Tal estudo apontou os principais impactos normalmente associados a projetos hidrelétricos. A avaliação foi composta por índice de impactos ambientais, impactos socioeconômicos e índice de benefícios socioeconômicos. Para a análise, tais indicadores foram tratados separadamente dos benefícios, conforme ilustra a figura 5.
Figura 5 - Metodologia de Avaliação Socioambiental
Fonte: EPE (2017)
A figura 5 ilustra a configuração do estudo através da separação dos indicadores.
3.1INDICADORES
Os impactos nos meios físico e biótico dos projetos hidrelétricos foram estudados através do índice de impactos ambientais. Neste índice foram observados efeitos negativos devidos à supressão e inundação de formações vegetais localizadas próximos de reservatórios de água. Pode ocorrer perda de habitat nativo, pois culminam na redução de nichos, recursos alimentares e de locais para abrigo e reprodução. A supressão e a fragmentação de habitat modificam a paisagem. Em resumo, esses efeitos representam a perda da biodiversidade através da perda da flora e espécie da fauna, principalmente as mais sensíveis à modificação do meio. (EPE, 2017).
O indicador de impactos socioeconômicos divulgou os impactos sofridos pela população. Estes se dão através das desapropriações e realocações que a instalação de uma hidrelétrica impõe. Também da remoção de pessoas, podem estar localizados igrejas, imóveis urbanos, cemitérios e outros templos religiosos, comércios diversos e terras produtivas de pequenos, médios e grandes agricultores que formam os bens materiais e imateriais de importante referência para a reprodução social de populações. Também foram avaliados os benefícios advindos pelos empregos gerados na construção de uma usina, tanto pela possível contratação de mão de obra local quanto pelo aumento da circulação de mercadorias e renda na região do empreendimento. No entanto não há garantia de contratação de mão de obra local, porque muitos empreendimentos normalmente trazem pessoas de outras regiões, mais qualificadas e capacitadas, é interessante dizer que o empreendimento pode promover a capacitação da população local, com incentivos para aumentar sua competitividade para ocupar os postos de trabalho criados pelas obras e aqueles gerados pelos setores de serviços e comércios. A maior parte dos empregos gerados é temporária e se concentra na fase de construção das hidrelétricas. Mesmo assim, os efeitos são positivos, na medida em que estimulam o consumo e a economia local, criando oportunidades para o desenvolvimento de serviços. (EPE, 2017).
Através do gráfico 3 foi estabelecido faixas agrupando as hidrelétricas de acordo com os seus impactos.
 Gráfico 3 - Impactos Socioambientais e Benefícios Socioeconômicos
Fonte: EPE (2017)
No quadro 3 foi ilustrado de forma a fornecer uma visão da avaliação dos impactos.
Sendo classificada como uma fonte de energia limpa e indispensável para a garantia de suprimento da demanda de energia, as hidrelétricas, em sua fase de construção provocam impactos socioambientais, mas também trazem desenvolvimento para as regiões em que são instaladas.
3.1.1 Políticas Públicas
Políticas públicas são programas, ações e atividades desempenhadas pelo Estado de forma direta ou indiretamente, com o envolvimento de entes públicos e/ou privados, que buscam assegurar determinados direitos de cidadania, de maneira difusa para o seguimento cultural, étnico, social ou econômico. As políticas públicas dizem respeito a direitos constitucionais ou que se afirmam devido ao reconhecimento da sociedade ou pelos poderes públicos enquanto direitos das comunidades, pessoas, coisas ou bens materiais ou imateriais.
As políticas normalmente estão formadas por instrumentos de planejamento, execução, monitoramente e avaliação, de maneira integrada e lógica, da seguinte forma: 
1. Planos 
2. Programas; 
3. Ações 
4. Atividades.
O plano dispõe diretrizes, prioridades e objetivos a serem alcançados em períodos relativamente longos. Por exemplo, os planos decenais de educação tem o sentido de estabelecer objetivos e metas estratégicas a serem alcançados pelos governos e pela sociedade ao longo de dez anos. Os programas estabelecem objetivos gerais e específicos focados em determinado tema, público, conjunto institucional ou área geográfica. Ações determinam o alcance de determinado objetivo estabelecido pelo Programa, e a atividade, por sua vez, visa dar concretude à ação.
As empresas de construções de barragens são estimuladas, através das políticas públicas, a exercerem boas práticas socioambientais. 
Como exemplo os programas que seguem em execução na região da usina hidrelétrica de Tucuruí, que fica no Rio Tocantins, no Pará. Através do Plano de Inserção Regional dos Municípios à Jusante e à Montante da UHE Tucuruí, a Eletrobrás Eletronorte investiu mais de R$ 100 milhões em convênios desde 2002. Os planos pretendem investir, até 2022, um montante de R$ 360 milhões em ações que, visam ao desenvolvimento da região e à melhora de vida da população, como por exemplo, escolas, pavimentação, saneamento básico, programas de geração de emprego e renda. Também a questão indígena recebe especial atenção e programas específicos. Em se tratando do meio ambiente, o apoio a unidades de conservação tem se mostrado uma estratégia eficaz para a preservação da biodiversidade. Parques, reservas biológicas e estações ecológicas, abrigam animais silvestres e plantas de várias espécies. (PORTAL O SETOR ELÉTRICO, 2011).
CONsiderações finais
REFERÊNCIAS
Agência Nacional de Energia Elétrica. Energia Hidráulica. Disponível em: <http://www2.aneel.gov.br/arquivos/pdf/atlas_par2_cap3.pdf>. Acesso em: 12 out. 2017.
ANEEL. Capacidade de Geração do Brasil. Disponível em: <http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/capacidadebrasil.cfm>. Acesso em: 12 out. 2017.
A GERADORA. COMO A ENERGIA ELÉTRICA CHEGA ATÉ SUA CASA. Disponível em: <http://www.ageradora.com.br/como-a-energia-eletrica-chega-ate-sua-casa/>. Acesso em: 12 out. 2017.
ASSEGURAR ENERGIA SUSTENTÁVEL. Oferta Interna de Energia no Brasil. Disponível em: <http://www.fdc.org.br/hotsites/mail/livro_objetivos_desenvolvimento_sustentavel/objetivo/assegurar-energia-sustentavel.html>. Acesso em: 11 out. 2017.
BARBOSA, Joaquim de Oliveira. Geração de Energia Elétrica. Mato Grosso: Jornal de Pesquisa e Extensão, 2013. Disponível em: <http://jornada.cba.ifmt.edu.br/jornadaojs/index.php/jornada/article/viewFile/19/20>. Acesso em: 10 out. 2017. 
CPFL ENERGIA. Como a energia elétrica chega até sua casa. Disponível em: <https://www.cpfl.com.br/energias-sustentaveis/eficiencia-energetica/uso-consciente/caminho-eletrico/Paginas/default.aspx>. Acesso em: 12 out. 2017.
EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Avaliação de Impactos ambientais. Disponível em: < http://www.epe.gov.br/MeioAmbiente/Documents/Estudos%20PDE%202021/20121227_1.pdf>. Acesso em: 14 out. 2017.
EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Geração Hidrelétrica. Disponível em: < http://www.epe.gov.br/PNE/20080512_3.pdf>. Acesso em: 12 out. 2017
Governo do Brasil. Entenda como a energia elétrica chega à sua casa. Disponível em: <http://www.brasil.gov.br/infraestrutura/2014/08/entenda-como-a-energia-eletrica-chega-a-sua-casa>. Acesso em: 12 out. 2017.
Governo do Brasil. Potencial hidrelétrico brasileiro está entre os cinco maiores do mundo.Disponível em: <http://www.brasil.gov.br/infraestrutura/2011/12/potencial-hidreletrico-brasileiro-esta-entre-os-cinco-maiores-do-mundo>. Acesso em: 13 out. 2017.
PORTAL O SETOR ELÉTRICO. A necessidade dos grandes empreendimentos hidrelétricos. Disponível em: <A necessidade dos grandes empreendimentoshidrelétricos>. Acesso em: 11 out. 2017.