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NOÇÕES GERAIS SOBRE BARRAGENS E ESTUDOS PRELIMINARES SOBRE USINAS HIDROELÉTRICAS CEFET Novembro 2009.

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1 NOÇÕES GERAIS SOBRE BARRAGENS E ESTUDOS PRELIMINARES SOBRE USINAS HIDROELÉTRICAS CEFET Novembro 2009

2 Desafios da Infraestrutura no Brasil 2Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

3 Desafios da Infraestrutura no Brasil 3Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

4 Desafios da Infraestrutura no Brasil 4Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa OECD: Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico exceto

5 Estrutura da oferta segundo a natureza primária de geração 5 Mundo 2006 Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa Fonte: Balanço Energético Nacional 2008

6 Estrutura da oferta segundo a natureza primária de geração 6 Brasil Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa Fonte: Balanço Energético Nacional 2008

7 Conceitos Básicos Gerais 7 Barragens São estruturas artificialmente construídas em vales de rios, fechando-os transversalmente e proporcionando armazenamento de água para determinada utilidade. Classificação quanto ao uso – geração de energia; – abastecimento de água; – controle de enchentes; – regularização de cursos d´água; – irrigação; – Lazer Freqüentemente os diversos usos poderão vir a ser combinados em determinadas situações, chegando-se ao conceito de usos múltiplos. Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

8 Conceitos Básicos Gerais 8 Tipos de Barragens – Terra( homogênea ou zoneada); – Enrocamento(núcleo de solo ou face de concreto); – Concreto (gravidade, arco, contrafortes); – CCR - concreto compactado a rolo. – -Outros Premissas para seleção; – Geologia e geotecnia (fundação e ombreiras); – Disponibilidade e qualidade de materiais naturais de construção ; – Balanço de materiais Obs: Um mesmo sítio de barragem pode ser propício a mais de um tipo, devendo a definição ocorrer pela comparação econômica das alternativas possíveis. Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

9 Conceitos Básicos Gerais 9 Partes integrantes do aproveitamento Hídrico : – Estrutura de fechamento (barragem de concreto, terra, enrocamento, outros) – Vertedor (controlado por comportas, de soleira livre, tulipa, outros) – Circuito de adução (tomada de água, canal, túnel, tubulações). O circuito poderá servir a uma usina hidroelétrica; ETA – Estação de tratamento de água, sistema de irrigação, etc. – Casa de força (no caso de usinas hidroelétricas) O conjunto de obras formado pelas partes integrantes do aproveitamento tem o nome de ARRANJO GERAL ou LAYOUT. Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

10 Princípios da geração de energia 10Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

11 Princípios da geração de energia 11Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

12 Turbinas Hidráulicas – Faixa de operação 12Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

13 Turbinas Pelton Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa13

14 Turbinas Pelton Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa14

15 Turbinas Kaplan 15Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

16 Turbinas Kaplan Vertical 16Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

17 Turbinas Kaplan Vertical 17Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

18 Turbinas Kaplan Horizontal Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa18

19 Turbinas Francis 19Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

20 Turbinas Francis 20Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

21 Turbinas Francis 21Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

22 Turbinas Bulbo 22Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

23 Turbinas Bulbo 23Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

24 Unidade Geradora Bulbo 24Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

25 Características dos negócios de energia no Brasil 25Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

26 Classificação das Usinas Hidroelétricas 26Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

27 Potencial Hidroelétrico de um local 27Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

28 Potencial Hidroelétrico de um local 28Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

29 Conceitos Básicos Gerais 29Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

30 Divisão de queda do Rio Paranapanema 30Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

31 Seção típica de Barragem de Concreto 31Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

32 Seções típicas de Barragens de Terra 32Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

33 Seção Típica da Barragem de Três Marias 33Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

34 Seção Típica de Barragem de Enrocamento 34Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

35 Seção de Vertedor Controlado de Ombreira 35Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

36 Seção de barragem de CCR – concreto compactado a rolo 36Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa Vertedor Soleira livre Seção Transversal

37 Vertedor Tipo Tulipa Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa37

38 Vertedor com Comportas Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa38

39 Seções típicas de casa de força e tomada dágua 39Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa Baixa queda Média quedaAlta queda

40 Etapas de Estudos e Projetos de Usinas Hidroelétricas 40Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

41 Etapas de Estudos e Projetos de Usinas Hidroelétricas 41Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

42 Etapas de Estudos e Projetos de Usinas Hidroelétricas 42Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

43 Etapas de Estudos e Projetos de Usinas Hidroelétricas 43Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

44 Etapas de Estudos e Projetos de Usinas Hidroelétricas 44Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa ESTUDOS AMBIENTAIS MELHOR DETALHADOS E DEFINIÇÃO COMPLETA DOS EQUIPAMENTOS ELETROMECÂNICOS (CONTACTOS COM FABRICANTES). Inclue:

45 Etapas de Estudos e Projetos de Usinas Hidroelétricas 45Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

46 Inventário - Conhecimento da Bacia Hidrográfica 46Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

47 Inventário - Conhecimento da Bacia Hidrográfica 47Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa C – BACIA HIDROGRÁFICA AINDA NÃO INVENTARIADA Requer estudos observando a versão mais recente do Manual de Inventário da Eletrobrás / Aneel datado de Para rios de pequeno e médio porte realiza-se Estudo de Inventário Hidroelétrico Simplificado(Usinas até 50 Mw); Para rios de maior porte, realiza-se Estudo de Inventário Hidroelétrico Completo (usinas maiores que 50 Mw).

48 Fases do Inventário Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa48 1.Estudos Preliminares 2.Estudos Finais

49 Fluxograma dos Estudos Preliminares 49Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

50 Fases do Inventário 50Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

51 Fases do Inventário – Estudos Preliminares 51Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

52 Fases do Inventário – Estudos Preliminares 52Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

53 Fases do Inventário – Estudos Preliminares 53Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

54 Fases do Inventário – Estudos Preliminares 54Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

55 Fases do Inventário – Estudos Preliminares 55Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

56 Fases do Inventário – Estudos Preliminares 56Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa I - J -

57 Fases do Inventário – Estudos Preliminares 57Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa L - K -

58 Fluxograma dos Estudos Finais 58Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

59 Fases do Inventário - Estudos Finais 2.Estudos Finais Abrange: Maior detalhamento das informações técnicas referentes a topografia, sondagens e mapeamentos geológicos, hidrometereologia, meio ambiente, dimensionamentos de obras e equipamentos, usos múltiplos da água, estudos econômicos/energéticos e seleção final da alternativa de partição de queda. Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa59

60 Fases do Inventário - Estudos Finais 60Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa 2.1 A B

61 Fases do Inventário - Estudos Finais 61Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa C D

62 Fases do Inventário - Estudos Finais 62Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa F E

63 Fases do Inventário - Estudos Finais 63Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa G

64 Fases do Inventário - Estudos Finais H.COMPARAÇÃO E SELEÇÃO DE ALTERNATIVAS – Índices de custo x benefício (R$ / Mwh); – Avaliação Sócio Econômica e Ambiental; – Comparação das alternativas considerando estes índices; – Definição da alternativa selecionada; – Estudos de motorização I.RELATÓRIO DOS ESTUDOS FINAIS DE INVENTÁRIO – Texto, desenho, apêndices e anexos (topográficos, aerofotogramétricos, hidrometeorológicos, geológicos e geotécnicos, ambientais) Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa64

65 Partição de Queda do Rio 65Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

66 Desenho Típico do Inventário 66Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa

67 Ilha Solteira Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa67 Rio Paraná – PI = Mw

68 Jupiá Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa68 Rio Paraná – PI = Mw

69 Itaipú Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa69 Rio Paraná - PI = Mw (2ª maior usina do mundo)

70 Tucuruí Nov/09José Augusto Pimentel Pessôa70 Rio Tocantins – PI = Mw


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