Minimundo das hidrelétricas

Estudar o desempenho das estruturas de usinas hidrelétricas a partir de modelos em escala reduzida que reproduzem a topografia real dos rios onde os projetos são instalados é principal atribuição do Laboratório de Hidráulica Experimental e Recursos Hídricos de Furnas Centrais Elétricas (LAHE.E). Inaugurado em 1983 e instalado em uma área de 10 mil metros quadrados, cercado de muito verde, no coração de Jacarepaguá, Zona Oeste da cidade do Rio de Janeiro, o LAHE.E atende as demandas da estatal, presta serviço a grandes empresas de construção e oferece treinamento a profissionais do mercado.

Os estudos executados nos modelos reduzidos de usinas buscam garantir o aumento da eficiência, economia e segurança do empreendimento e podem atuar na solução de proble-mas em usinas já em operação. "Nos modelos reduzidos podem ser realizados estudos de desvio de rio, otimização das estruturas de vertedouro e circuito hidráulico de geração, caracterização da capacidade de vazão do vertedouro, estudos de planos de operação de comportas e de erosão, entre outros", explica o gerente do laboratório, Marcos da Rocha Botelho.

Reprodução fiel

Caracterizado pela equipe de engenheiros como um dos projetos mais importantes do LAHE.E, os ensaios para o desvio do Rio Madeira, em Rondônia, são realizados na subestação São José, em Belford Roxo, na Região Metropolitana do Rio de Janeiro. É lá que está instalado o modelo reduzido da Usina Hidrelétrica de Santo Antônio, que começou a operar no primeiro trimestre deste ano com duas turbinas em funcionamento, suficiente para abastecer cerca de 700 mil residências. Quando estiver em sua capacidade máxima, a partir de 2016, Santo Antônio gerará 3.150MW, energia para abastecer 40 milhões de pessoas. O empreendimento, recebeu R$ 15 bilhões de investimento e tem como sócios o grupo formado por Eletrobras Furnas, Odebrecht Energia, Andrade Gutierrez, Companhia Energética de Minas Gerais (Cemig) e o fundo Caixa FIP Amazônia Energia.

Um dos maiores do país, com 4.000 m² de área construída, o modelo foi projetado de forma semelhante à hidrelétrica, reproduzindo todas as estruturas hidráulicas de Santo Antônio e um trecho de 8,7 quilômetros do Rio Madeira. A escala construída é de 1:80, o que significa que o modelo é oitenta vezes menor que o tamanho que a usina terá quando concluída.

Desempenho

O desvio do Rio Madeira para a construção da Usina de Santo Antônio foi executado em duas grandes fases. Na primeira, o rio escoou pelo seu leito principal, com as atividades de construção realizadas nas margens direita e esquerda protegidas por diques. Em seguida, iniciou-se a etapa na qual o Rio Madeira foi desviado do leito para o vertedouro principal, na margem esquerda.

Após a conclusão dessa operação, começou a segunda fase do desvio, quando o rio permaneceu escoando pelo vertedouro principal com as atividades de construção no leito protegidas por diques. "O objetivo dessa simulação foi estudar o desempenho hidráulico das estruturas da usina e obter a confirmação dos critérios e parâmetros do projeto", informa o gerente do LAHE.E. Entre outubro de 2010 e março de 2011, foram diversas alternativas para a operação de fechamento do rio.

Tantos estudos e testes resultaram em mudanças que chegaram a alterar o projeto original, como, por exemplo, a redução do comprimento de muros e de diques de proteção do Rio Madeira e a diminuição das escavações junto ao canal de fuga da margem direita do rio, onde o traçado foi alterado para permitir a melhor distribuição do escoamento da água e do desempenho da entrada do sistema de transposição de peixes.

Até mesmo as cheias do rio foram reproduzidas por meio de um sistema de abastecimento com capacidade de bombeamento de aproximadamente 2.100 litros/segundo, vazão suficiente para abastecer uma cidade de 400 mil habitantes. Mas no processo não há desperdício de água, pois todo o sistema de abastecimento funciona em circuito fechado, com a água armazenada em um reservatório subterrâneo de 3.500 m³.