A Usina Hidrelétrica

2. Desenvolvimento

De acordo com a Lei da conservação da energia a ‘energia não pode ser criada nem destruída apenas transformada’ e é isto que ocorre no processo de conversão eletromecânica da energia nas usinas de Paulo Afonso. É por meio do fluxo das águas/ aproveitamento da energia potencial da queda d’água de um rio que é gerado energia elétrica, por meio de turbinas e de um gerador síncrono- é a força das águas que movimentam as turbinas fazendo com que o eixo da máquina gire, sendo que este eixo está excitado por corrente conte contínua (produzindo um campo fixo) fazendo com que uma força eletromotriz seja desenvolvida no estator da máquina. Um gerador síncrono precisa ser acionado por uma máquina primária que no caso é a turbina acionada pela força das águas.

A geração de energia elétrica por meio de uma máquina síncrona obedece a Lei de Faraday- Lenz que diz que a variação de fluxo magnético ao longo do tempo produzirá uma tensão induzida com sentido contrário ao fluxo indutor, e proporcional ao número de espiras. A variação de fluxo magnético, neste caso, ocorre devido ao movimento rotacional que o rotor descreve em virtude da movimentação ocasionada pela turbina.

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Figura – expressão da lei de Faraday- Lenz

No Brasil, devido ao grande número de bacias hidrográficas e a presença de rios caudalosos e perenes, como o São Francisco (conhecido na visita técnica) impulsionou a geração de energia por meio de hidroelétricas, a matriz energética brasileira é predominantemente baseada no aproveitamento do potencial hidráulico do país (de acordo com o Atlas da energia elétrica no Brasil, 79.09% da energia produzida no país vem desta fonte), cabe ressaltar que este tipo de fonte energética é limpa e renovável, mas não é alternativa aos meios de tradicionais de produção, uma vez que causa impactos indiretos de caráter social na comunidade e no alagamento de grandes áreas pra criação de reservatórios de água.

Figura– Mapa hidrológico do Brasil;

Figura– Gráfico em pizza, mostrando a contribuição de cada fonte para matriz energética do país.

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                        (a)                                                (b)

O complexo hidroelétrico de Paulo Afonso está localizado na cidade homônima e é composto pelas usinas de Paulo Afonso I, II, III, IV e Apolônio Sales (Moxotó). A produção de energia elétrica é realizada por meio do aproveitamento da força das águas da cachoeira de Paulo Afonso que é um desnível natural de cerca de 80m do Rio São Francisco.

O rio São Francisco ou rio da Integração Nacional é o principal rio da região Nordeste do país a bacia hidrográfica possui magnitude de 630.000 km2, com extensão de 3.200 km, a nascente do rio ocorre em Minas Gerais, e a sua foz ocorre nos estados de Alagoas e Sergipe.

A administração deste complexo é feita pela CHESF (Companhia de Eletricidade do Rio São Francisco- empresa de capital misto), fundada em 1945, que tem a função de gerar, transmitir e comercializar energia elétrica para a região Nordeste (tradicionalmente ela atende 8 estados da região, a única exceção é o do Maranhão). A partir do novo modelo do setor elétrico foi permitido a abertura e integração dos sistemas ( SIN- Sistema interligado Nacional) o que possibilita a Chesf realizar contratos de venda e compra de energia elétrica em todas os submercados/ sistemas produtores que estejam conectados a malha elétrica do SIN.

O complexo de Paulo Afonso possui a potência instalada de 4 milhões, 279 mil e 600 kW. Abaixo a capacidade instalada por usina pertencente ao complexo. A nossa visita concentrou-se a Usina de Paulo Afonso IV que será o destaque da nossa abordagem.

Complexo​​ de Paulo Afonso
Hidrelétrica	Data Operação	Unidades	Potência total/ kW
Paulo Afonso I	1954	3	180.001
Paulo Afonso II	1961	6	443.000
Paulo Afonso III	1971	4	794.200
Apolonio Sales (Moxotó)	1977	4	400.000
Paulo Afonso IV	1979	6	2.462.400

A CHESF além de atuar na cadeia de produção, transmissão e comercialização da energia elétrica, desenvolve atividades para o fomento da preservação ambiental através de ações de sustentabilidade. Isto é devido as exigências legais e a política ambiental da empresa, destaca-se as ações de monitoramento do ecossistema (flora, fauna, sistemas aquáticos), monitoramento de resíduos perigosos e o descarte correto dos produtos não biodegradáveis utilizadas nas instalações. Cabe lembrar que durante a visita foi encontrado um transformador com óleo isolante e lubrificante de ascarel que ainda está em utilização, lembrando que a fabricação e comercialização de equipamento com este óleo é vedada por lei, devido ao perigo que ele representa para o ambiente e para o homem.

Uma das ações desenvolvidas pela empresa e merecem o destaque (devido ao período de longa estiagem em território nacional) é o monitoramento do Rio São Francisco.  Estas análises identificam os parâmetros físicos- químicos da água e fitoplanctônicas, gerando assim boletins com dados que são encaminhados a agências como o IBAMA e a ANA. Essas informações são importantes, pois desde 2013 com o início da estiagem o IBAMA tem expedido Autorizações Especiais para que a CHESF reduza a vazão dos reservatórios.

A Usina de Paulo Afonso IV é integrante do complexo hidroelétrico de Paulo Afonso que está instalada às margens do rio São Francisco, sendo as águas deste rio aproveitada para a movimentação das turbinas. A água é armazenada por meio de barragens e diques em sistema misto de terra e enrocamento (pedras lançadas ao rio para fazer a fundação), tendo como comprimento total 7430m e altura máxima de 35m.

O complexo de Paulo Afonso recebe às aguas do rio por meio do reservatório de Moxotó, através de canal de derivação e a água turbinada (é bom lembrar que a água em si, líquido não é utilizada no processo de conversão eletromecânica- a sua força mecânica, potencial e cinética, que é aproveitada para movimentar as turbinas) é lançada no cânion natural formada ao longo do tempo pelo próprio rio em direção a Usina de Xingó.