Projeto Tucunaré

Turbinas hidráulicas hidrocinéticas para o aproveitamento do potencial remanescente em usinas hidrelétricas.

Características gerais do projeto:

Potência útil a 2,5 m/s	500 kW
Diâmetro do Rotor	10m
Diâmetro da Nacele	2m
Comprimento da Nacele	5500mm
Faixa de rotação	15-30rpm
Disparo	80rpm
Massa total	17 ton
Volume total	12,5 m3

Objetivo Geral:

}Desenvolvimento de tecnologia para o aproveitamento da energia hidrocinética de correntes;

}Instalação de uma unidade demonstrativa para aproveitamento da energia hídrica residual vertida e turbinada pela UHE-Tucuruí;

Local de Instalação:

Detalhamento de subsistemas:

}Rotor:

◦Três pás metálicas
com viga central “I”
em aço, ranhuras e
revestimento de
chapa metálica, com
deflexão máxima
menor ou igual a
7% do comprimento
da pá;

◦Estrutura de fixação

superior para

içamento;

◦Fator de segurança

mínimo de 1,5

Implantação de Turbinas Hidrocinéticas

Correntina na Bahia, Brasil.

Uma turbina de pequenas dimensões, capaz de transformar a água de rios que cortam comunidades ribeirinhas em energia elétrica, está em funcionamento em um povoado isolado do município de Correntina, na Bahia. Essa miniusina tem capacidade para gerar até 1 quilowatt (kW), em tensões alternadas entre 110 e 220 volts, suficiente para abastecer uma casa com alguns eletrodomésticos e uma bomba-d’água. Pode parecer pouco. Mas para as localidades distantes das linhas de transmissão e que não contam com barragens e represas para a geração de eletricidade, esse pouco faz a diferença, porque permite iluminar escolas, postos médicos e pequenos conjuntos residenciais.

A proposta de implementar soluções alternativas para o uso eficiente de energia elétrica em regiões onde esse bem é escasso ou inexistente é o objetivo da empresa Hidrocinética Engenharia, de Brasília (DF), responsável pelo desenvolvimento da turbina. Instalada no campus da Universidade de Brasília (UnB), a empresa integra o Programa de Incubação de Empresas do Centro de Desenvolvimento Tecnológico (CDT-UnB). A Hidrocinética foi criada há seis meses, mas os seus sócios fundadores, os engenheiros Rudi Henri van Els e Clóvis de Oliveira Campos, pesquisam um modelo inovador de geração de energia elétrica desde 1995, com o apoio do Departamento de Engenharia Mecânica da universidade. Rudi e Clóvis eram pesquisadores e professores substitutos na UnB.

A ideia de construir um modelo de turbina movida pela força da correnteza dos rios surgiu no início da década de 1990, quando o médico Edgard van den Beusch, um ex-professor da UnB, pediu ao Departamento de Engenharia Mecânica (DEM) da universidade uma solução para o fornecimento de energia a um posto de saúde localizado num povoado à beira do rio Corrente, no município de Correntina.

Sistemas Hidrocinéticos

Sistemas hidrocinéticos utilizam rodas d'água ou turbinas para a produção de energia elétrica, impulsionadas apenas pela velocidade do rio, ou seja, sem a necessidade de barragem ou queda d'água. Em qualquer dispositivo hidrocinético, a potência varia proporcionalmente ao cubo da velocidade da água. Sendo assim, para que o dispositivo seja viável, é fundamental que haja uma velocidade mínima, abaixo da qual o torque proporcionado pelo fluxo de água mal supera as resistências internas do dispositivo e a potência elétrica gerada é nula ou desprezível frente aos investimentos realizados. As figuras abaixo mostram a Geração 3 de um projeto de P&D ANEEL com a Universidade de Brasília. Existem protótipos instalados e funcionando, a tecnologia está patenteada pronta para entrar no mercado. Um fator perturbador que está impedindo a disseminação desta solução é que ainda não dispomos de um Mapa Hidrocinético Brasileiro. A metodologia para a obtenção deste mapa ainda está em fase de pesquisas na Academia. Uma alternativa é levantar-se o Potencial Hidrocinético à jusante dos empreendimentos hidrelétricos. As águas vertidas pelas UHEs, PCHs, etc. ainda possuem em média 30% da energia dos estudos energéticos para o local. Com os dados da ANEEL para o ano de 2014 temos 138.000 kW de energia hídrica instalada em UHEs e PCHs; 22.000 kW em construção e 19.000kW em concessão: totalizando portanto 179.000 kW. 30% deste total dá um potencial hidrocinético de 53.700 kW. O equivalente a sete usinas de Tucuruí, a maior hidroelétrica genuinamente nacional. A favor ainda da energia hidrocinética temos a acrescentar que a baixa velocidade de suas pás (cerca de 30 rpm) não perturbam a fauna aquática. Não existem obras de engenharia que possam impactar o meio ambiente, são montadas e desmontadas rapidamente, adaptando-se à demanda atendida. Trata-se ainda de uma geração localizada, perto da população atendida (semelhante à uma Termoelétrica sem contudo poluir). Acrescentamos ainda que as turbinas hidrocinéticas são calculadas da mesma forma que as eólicas (usam os mesmos sistemas de equações). No entanto a densidade da água por ser 800 vezes maior que a do ar, propiciam eficiência de uma planta de hidrocinéticas 800 vezes a de uma planta de eólicas com mesmo diâmetro (tamanho).