Usina Hidrelétrica

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Usina Hidrelétrica 
Uberlândia
2020
USINA HIDRELÉTRICA:
Usina Hidrelétrica também chamada de Usina Hidroelétrica ou Central Hidroelétrica é uma obra de engenharia que consiste em um conjunto de obras e equipamentos que tem como finalidade usar a força da água, ou seja, o potencial hidráulico existente em um rio para gerar energia elétrica. É um conjunto de projetos de engenharias, como: civil, elétrica, mecânica, hidráulica, etc. 
Construção:
Para iniciar a construção civil de uma Usina Hidrelétrica precisa- se de identificação de um potencial, estudos e projetos, e licenciamento ambiental.
 Após ter feito todos esses processos inicia- se as obras civis, onde se constrói: barragem, reservatório, canal de adução e condutos forçados.
· Barragem: sua função é reter a água formando um desnível. Seu objetivo é aumentar a queda, fazer um desvio no curso do rio ou apenas manter o nível da água constante para melhor a operação da usina.
· Reservatório: é o lago formado pela consequência da barragem e pode ser a fio d’água ou de acumulação.
· Canal de Adução e Conduto Forçado: são as estruturas responsáveis por levar a água até a casa de máquinas. A água é capturada no nível da barragem e a pressão gerada pela queda que existe até o nível da casa de máquinas é que faz o movimento das turbinas.
O grupo gerador é composto por 3 itens principais, são eles:
· Turbina: a turbina hidráulica é uma espécie de roda com pás- que podem ser moveis ou fixas, dependendo do tipo. Seu objetivo é que a água levada até ela pelo conduto forçado seja inserida com pressão nas pás da turbina, fazendo com que ela gire. Nesse processo a energia potencial foi transformada em mecânica. A turbina é ligada por um eixo, transferindo esse movimento ao gerador.
· Gerador: possui 2 partes- uma fixa e outra móvel a fixa é chamada estator e a móvel, que é disposta ao centro do estator, é chamada de rotor. O rotor está conectado a turbina e, quando ela se movimenta, o rotor gira em conjunto. O giro do rotor no centro do estator cria um campo eletromagnético e é dessa forma que transforma- se a energia mecânica em elétrica.
· Regulador de Velocidade: é painel de controle da usina. Através dele regula- se a quantidade água que entra na turbina e o ângulo de abertura das pás da turbina, podendo- se acompanhar e controlar a potência gerada pela usina.
Funcionamento de uma Usina Hidrelétrica :
Etapas de funcionamento de uma hidrelétrica:
1. A energia potencial gravitacional que se converte em energia cinética é obtida pelo represamento da água do rio, feita através de barragem;
1. Esse represamento provoca a pressão que converte energia hidráulica em energia mecânica, fazendo a turbina girar assim que passar por ela.
1. Essa energia mecânica é transferida para a turbina hidráulica que será convertida em energia elétrica;
1. A energia elétrica produzida é transmitida para uma ou mais linhas de transmissão, interligadas à rede de distribuição;
1. Porém, parte dessa energia é “perdida” sob a forma de calor que aquece a linha de transmissão.
Obs: As turbinas podem ser de três tipos: Kaplan, Francis e Pelton. A escolha de cada uma delas é baseada na altura da queda da água e do tipo de operação que a usina realiza.
· As Turbinas Kaplan são indicadas para operar em baixas quedas – até 60 metros – e grandes volumes de água.
· A faixa de operação da Turbina de Francis funciona com eficiência entre 45 e 400m de queda e 10 a 700m³/s de vazão.
· As Turbinas Pelton são usadas em situações com pequena vazão e grande queda. A faixa de operação é entre 350m e 1 100m de queda.
Tipos de Usinas Hidrelétricas:
Usina hidrelétrica a fio d'água
Usina hidrelétrica a fio d’água é aquela que não dispõe de reservatório de água ou têm reservatórios pouco relevantes quando comparados com a vazão. Esse tipo de usina as vezes trabalha em combinação com uma (ou mais) usina de grande reservatório situada no curso superior da bacia hidrográfica (a montante), para garantir uma geração relativamente constante, ou sofre com uma grande variação na geração de energia elétrica durante o ano.
Os custos ambientais, sociais e financeiros necessários para a construção de grandes reservatórios tem elevado a tendência à construção desse tipo de usina hidrelétrica. 
Complexo hidrelétrico
Diz de um conjunto de usinas hidrelétricas que são planejadas e construídas em uma mesma bacia hidrográfica de forma conjunta, para melhor aproveitar o potencial energético dos rios.
Classificação da ANEEL
A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), órgão do governo federal do Brasil, classifica as centrais geradoras de energia elétrica como:
· Usina termoestática;
· Central geradora hidrelétrica (CGH);
· Central geradora undi-elétrica (CGU);
· Central geradora eolielétrica (EOL);
· Pequena central hidrelétrica (PCH);
· Central geradora solar fotovotaica (SOL);
· Usina hidrelétrica de energia (UHE);
· Usina termelétrica (UTE);
· Usina termonuclear (UTN).
Pequena central hidrelétrica
PCH é uma usina hidrelétrica de pequeno porte com capacidade instalada maior do que 5 megawatts e menor ou igual a 30 megawatts.
Outro limite da PCH é o tamanho de seu reservatório, que para ser classificada desta forma, não pode ultrapassar os 13 quilômetros quadrados, excluindo-se a calha do leito regular do rio.
As PCH compõem uma importante parte da geração de energia no Brasil. O rito a ser seguido para obtenção de sua outorga de autorização e sua regulamentação esta em revisão pela ANEEL por meio da audiência pública 80/2017.
Vantagens e desvantagens da Usina Hidrelétrica
Comparando com as Usinas Hidrelétricas de Energia (UHE) com as Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCH) existem vantagens e desvantagens entre elas. As PCHs por serem menores, são mais baratas de construir, causam um dano ambiental menor, podem ser construídas em rios com menor vazão e contribuem para a descentralização da geração de eletricidade. Por outro lado, elas geram uma energia mais cara, pois nem sempre haverá fluxo d'água suficiente para fazer girar as turbinas, devido à seca em algumas épocas do ano, o que não acontece nas usinas maiores, onde sempre haverá água no reservatório.
Nesse cenário, a maior vantagem de uma UHE é a transformação limpa do recurso energético natural, gerando energia elétrica sem resíduos poluentes, com aproveitamento para irrigação, navegação e amortecimentos de cheias. Além do custo de produção baixo, proporciona o desenvolvimento e abastecimento local- como vias fluviais, construção de estradas, comércios e vias de comunicação, fomento de atividades de lazer e de turismo, etc- melhorando a vida da população em geral.
 É uma fonte de energia vantajosa e altamente sustentável e renovável, já que seu “combustível” é a água e o Brasil é cortado por imensos rios. O recurso representou para o país um forte incentivo econômico e uma menor dependência externa.
Por outro lado, a instalação é de alto custo e requer o alagamento de grandes áreas, causando impacto ambiental à sua volta, como a destruição da vegetação natural, o assoreamento do leito dos rios, o desmoronamento de barreiras e a extinção de certas espécies de peixes, o que deixa o ambiente propício a transmissão de doenças como malária e esquistossomose. A utilização do recurso também gera problemas sociais, por ser necessário o deslocamento das populações ribeirinhas e indígenas, que são obrigadas a se deslocar- mesmo contra sua vontade- devido os alagamentos.
Em vias econômicas, há desvantagem quando o nível pluviométrico se torna menor do que o esperado, tornando mais caro a conta do consumidor, além de que por se dar geralmente distante dos centros de consumo, o processo de transmissão de energia se dá por fios, o que acaba o deixando mais caro. De qualquer forma, apenas 18% da energia mundial é composta por hidrelétricas, pois a maioria dos países não possuem condições naturais necessárias para construção.
Principais Usinas Hidrelétricas no Brasil e no mundo
Usinas Hidrelétricas Brasileiras: 
1º -> Usina Hidrelétrica: Itaipu–BinacionalRio: Rio Paraná 
Bacia: Paraná 
Sub- bacia: Paraná
Estado: PR- Alto Paraná 
Potencia Instalada: 14000 MW
Proprietário ou acionista: Itaipu Binacional 
A Barragem de Itaipu é uma enorme barragem hidroelétrica no rio Paraná, entre o Brasil e o Paraguai. É conhecida pelos espetáculos de luzes noturnos e as vistas do miradouro central.
https://images.app.goo.gl/x6yhtGvWG3VVnKRa9 
2º -> Usina Hidrelétrica: Belo Monte 
Rio: Rio Xingú 
Bacia: Amazônica 
Sub- bacia: Xingú
Estado: Pará 
Potência Instalada: 11233 MW
Proprietário ou acionista: Eletronorte, CHESF
A Usina Hidrelétrica de Belo Monte é uma usina hidrelétrica brasileira da bacia do Rio Xingu, próximo ao município de Altamira, no norte do estado Pará
https://images.app.goo.gl/fDTK6wjZBH4UY2Gf8
3º -> Usina Hidrelétrica: Tucuruí 
Rio: Rio Tocantins 
Bacia: Araguaia-Tocantins
Sub- bacia: Tocantins
Estado: Pará
Potência instalada: 8535 MW
Proprietário ou acionista: Eletronorte
Localizada ao longo do Rio Tocantins, na cidade de Tucuruí, ao sul de Belém do Pará, a Hidrelétrica de Tucuruí é maior usina 100% brasileira.
https://www.oestadonet.com.br/noticia/14688/a-corrupcao-gigante-das-hidreletricas/noticia/14688/a-corrupcao-gigante-das-hidreletricas/
4º -> Usina Hidrelétrica: Jirau
Rio: Rio Madeira 
Bacia: Amazônica 
Sub- bacia: Amazônica
Estado: Rondônia 
Potencia Instalada: 3750 MW 
Proprietário ou acionista: Energie Brasil
A Usina Hidrelétrica de Jirau é uma usina hidrelétrica, construída no Rio Madeira, a 120 km de Porto Velho, em Rondônia. Tem um reservatório com uma área de 361,6 km² quando está com seu volume máximo. Tem capacidade instalada de 3.750 MW, e faz parte do Complexo do Rio Madeira.
https://images.app.goo.gl/vNPjYJ5nVh3boKUq8
5º -> Usina Hidrelétrica: Santo Antônio 
Rio: Rio Madeira 
Bacia: Amazônica 
Sub- bacia: Madeira 
Estado: Rondônia 
Potencia Instalada: 3568 MW 
Proprietário ou acionista: Fumas, CEMIG
A Usina Hidrelétrica Santo Antônio, localizada no rio Madeira, com sede no Município de Porto Velho (RO), é considerada a quarta maior hidrelétrica do Brasil.
https://images.app.goo.gl/4hBf7Ge9EmcLznps9
Maiores usina mundiais 
 
01° Usina de Três Gargantas: Se encontra na China, com a segunda maior barragem e represa do mundo, constituída no Rio Yang Tsé, é a maior do País, com potencia de 18000 MW. Ajuda no controle de enchentes, colaborando também para a facilitação do transporte fluvial. 
https://chinavistos.com.br/wp-content/uploads/2018/06/tres-gargantas-1.jpg
02° Usina de Itaipu: É uma usina binacional entre o Brasil e o Paraguai, sendo responsavel por abastecer 19% da energia eletrica brasileira.
https://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2009/05/itaipu-1.jpg
03° Belo Monte: É uma usina que sofre várias críticas devido a área de barragem no leito do Rio Xiungu, que desalojará índios e populações ribeirinhas, além de haver a preocupação em relação aos impactos ambientais que serão causados. Possui potencia de 11233 MW, sendo a maior usina totalmente brasileira.
https://images.app.goo.gl/Xc2cma3kZwmhXEJC7 
04° Guri: A usina se encontra na Venezuela, com potência de 10200 MW. Garante o abastecimento de toda a Venezuela e ainda exporta parte da energia para o Brasil.
https://4.bp.blogspot.com/-c1tHJ-haUL0/XJ6c8vcncgI/AAAAAAAAyLI/HDxA5eFDcGk77OSIu5qX41YdTbh1XcdcwCLcBGAs/s1600/Usina%2Bhidreletica%2Bde%2BBelo%2BMonte.jpg
05° Tucuruí: Se encontra ao sul de Belém do Pará, sendo a segunda maior usina 100% brasileira. Apresenta o segundo maior vetedoruro do mundo.
https://2.bp.blogspot.com/-BN3ZVWXAuB0/V5uMXNjzTyI/AAAAAAAAIK4/WE6jp8Hvyb8W7GgLIYYm08g_PsUMU8JrwCEw/s1600/1.jpg
 
06° Grand Coulee: Se encontra nos Estados Unidos com potência de 6494 MW. É uma das usinas mais famosas do mundo, devido ao seu tamanho e envergadura. Sua barragem possui 1,6 quilômetros de largura e o dobro da altura das Cataratas de Niágara.
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07° Sayano-Shushenskaya: Encontrada na Rússia, na região de Yenisei, com potência de 6400 MW (com apenas 10 turbinas). Maior Usina Hidrelétrica da Rússia.
https://images.app.goo.gl/wRvMbadqSuFDsTNA9
Conclusão
Devido ao fato de a energia hidrelétrica se dar a partir do aproveitamento hidráulico de um rio, é a energia mais barata e a mais utilizada no Brasil, sendo responsável por
aproximadamente 90% da eletricidade brasileira e 18% da mundial. 
Diante disso, de acordo com os convidados do Fórum de Sustentabilidade, a energia hidráulica é a mais viável para o Brasil, já que é um país que possui rios com grandes extensões, caudalosos e correndo sobre planaltos e depressões, porém, dependendo de outros lugares, não pode ser utilizada com abundância.
Contudo, apesar de apresentar grande importância, é a que menos recebe subsídios e incentivos governamentais, já que o governo acredita que recebe auxílio o suficiente para se desenvolver. Sendo assim, sua participação na matriz energética caiu de 85% na década de 1990 para 63% atualmente. 
A parir de um estudo da Engenho Consultoria, podemos concluir que de 2011 a 2019 a energia hidráulica em relação a outros tipos de fontes de energias, possui um menor custo médio pago pelo consumidor, se tratando de R$212 por MWh no caso de pequenas centrais hidrelétricas, enquanto a eólica custou R$ 327 por MWh; a biomassa, R$ 445/MWh; o carvão, R$ 256/MWh; o óleo pesado, R$912/MWh; e o Diesel, R$ 5.542/MMWh.
Também é considerada eficiente pois utiliza a água corrente, sem reduzir sua quantidade, ou seja, é renovável. Oferece grande flexibilidade operacional, sendo o meio mais eficiente e econômico para dar suporte ao emprego de fontes intermitentes de energia renovável, como a solar e a eólica. 
Ao ter um tempo médio de 50 a 100 anos, os empreendimentos hidrelétricos são investimentos que podem beneficiar a longo prazo, sendo facilmente atualizados com novas tecnologias e com custos baixos de manutenção e operação. Sua eficiência energética também é muito alta, constatado em 2014 que é em torno de 65,2%.
Porém, mesmo diante das vantagens, existem também as desvantagens. Uma delas é o fato de ser considerada como uma fonte de energia “limpa” já que não à queima de combustíveis fósseis, no entanto, a geração de energia hidrelétrica contribui para a emissão de dióxido de carbono e metano, dois gases causadores do aquecimento global. O gás carbônico (CO2) se da devido à decomposição das árvores mortas que permanecem acima do nível d’água dos reservatórios, e a liberação de metano (CH4) ocorre pela decomposição da matéria orgânica presente no fundo do reservatório. Quando a água atinge as turbinas da usina, a diferença na pressão causa a liberação do metano para a atmosfera, além de ser liberado no percurso da água pelo vertedouro da usina, quando, além da mudança de pressão e temperatura, a água é pulverizada em gotas.
Em segundo plano estão os Impactos ambientais, já que a instalação de usinas hidrelétricas é de certa forma complexa, ao necessitar grandes espaços e rios com elevado volume que apresentem desníveis em seu percurso, precisando principalmente de barragens devido à queda d’água. É nesse momento, de construção da barragem, que começam os principais problemas ambientais e sociais, pois uma grande área de terra (na maioria das vezes, produtiva) será alagada e todo sistema social e ecológico será destruído para sempre. Do ponto de vista ecológico, as populações de animais, ecossistema, fauna e flora são alagados para abrigar o reservatório de água. Do ponto de vista social, as populações que ali residiam são compulsoriamente deslocadas e, junto com isso, mudam hábitos, rotinas, funções produtivas e relações sociais.
Isto posto, é possível perceber as diversas informações positivas em relação a viabilidade, economia e eficiência, mas que mesmo sendo a forma de energia mais utilizada no Brasil, acarreta em diversos problemas ambientais. Sendo assim, é sempre bom investir em energias mais sustentáveis.
Referências Bibliográficas
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https://abrapch.org.br/2019/05/09/com-menor-custo-do-pais-energia-hidreletrica-diminui-participacao-na-matriz-energetica/#:~:text=Com%20menor%20custo%20do%20pa%C3%ADs%2C%20energia%20hidrel%C3%A9trica%20diminui%20participa%C3%A7%C3%A3o%20na%20matriz%20energ%C3%A9tica,-A%20energia%20hidrel%C3%A9trica&text=Trata%2Dse%20do%20menor%20custo,%2C%20R%24%205.542%2FMWh
https://www.itaipu.gov.br/energia/10-motivos-para-promover-hidreletricidade#:~:text=1.,sua%20quantidade%2C%20para%20produzir%20eletricidade
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https://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1413-80502005000300007&script=sci_arttext
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https://www.portal-energia.com/energia-hidrica-vantagens-e-desvantagens/
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https://noticias.r7.com/hora-7/segredos-do-mundo/maiores-hidreletricas-do-mundo-quais-sao-10-maiores-do-mundo-23092020
https://www.institutodeengenharia.org.br/site/2017/10/30/hidreletrica-das-tres-gargantas/
https://www.todamateria.com.br/usina-hidreletrica/ 
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http://www.hidroenergia.com.br/veja-como-funciona-uma-hidreletrica-de-maneira-simples-e-pratica-como-voce-nunca-viu/ 
https://www.hidroenergia.com.br/tipos-de-turbinas-hidraulicas/ 
https://www.hidroenergia.com.br/veja-quais-sao-as-etapas-para-construcao-de-uma-hidreletrica/