UHE – ITAIPU Binacional

Visita ao interior da barragem: 7-Julho-2015,
Início: 10:35h e Término: 13:15h.

1) Projeção de filme:

Apresentação e resumo de história da UHE no auditório da recepção.

A Usina Hidroelétrica de Energia (UHE) é maior geradora de energia limpa e renovável do mundo.

ITAIPU = na linguagem Tupi Guarani significa – a pedra que canta.

Em 1973 os brasileiros e os paraguaios decidiram construir uma barragem no Rio Paraná, no trecho denominado de Itaipu, para gerar energia elétrica. 

A construção da ITAIPU BINACIONAL começou em 1974 com a chegada de primeiras máquinas. Já no segundo semestre foi montada toda a infra-estrutura (escritórios, almoxarifado, refeitório, alojamento, hospital, enfermaria, melhorias nas estradas de terra e posto de combustíveis).

Quarenta mil homens trabalharam, em regime de 24 horas, para esta mega-construção, no pico da execução.

A primeira tarefa foi o desvio do curso do Rio Paraná; foram removidos 55 milhões de metros cúbicos de terra e rocha para escavar um desvio de 2 km de extensão, 150 m de largura e 90 m de profundidade.  Em 20 de outubro de 1978 o Rio Paraná foi desviado.

O modelo da barragem adotada foi do tipo gravidade aliviada, formando aberturas que lembram e estrutura de uma catedral.

O total de concreto utilizado na barragem foi de 12,3 milhões de metros cúbicos.  Com o fim das concretagens se iniciou as montagens das unidades geradoras em 1982. 

O primeiro rotor da turbina, com 300 toneladas, saiu de São Paulo em 4 de dezembro de 1981 e chegou ao canteiro de obras somente em 3 de março de 1982. A rede viária existente cujas pontes não suportavam o peso acarretou em viagens longas de 1.350 km. O transporte dos rotores de turbina ganharia agilidade posteriormente (a viagem mais rápida registrada foi de 26 dias).

Após o fechamento das comportas do canal de desvio, o reservatório se encheu em 14 dias, devido abundância de chuvas na época e cheia da água do Rio Paraná. Com este fechamento, também, se iniciou a operação de resgate da fauna da área inundada; chamou se de operação Mymba Kuera (“pega bicho” em Tupi Guarani). A operação salvou mais de 36.000 animais.

O enchimento do reservatório significou o fim das Sete Quedas.

Em 5 de novembro de 1982, com o reservatório já formado, os presidentes do Brasil, João Figueiredo, e do Paraguai, Alfredo Stroessner, acionaram o mecanismo que levanta automaticamente as 14 comportas do vertedouro, liberaram a água represada do Rio Paraná e, assim, inauguraram, oficialmente, a maior hidrelétrica do mundo (da época).

A Itaipu Binacional é líder mundial em produção de energia limpa e renovável, tendo produzido mais de 2,2 bilhões de MWh desde o início de sua operação, em 1984. Com 20 unidades geradoras e 14.000 MW de potência instalada, fornece cerca de 17% da energia consumida no Brasil e 75% no Paraguai.

2) 1ª Parada: Mirante Central
Visão panorâmica da barragem e do vetedouro. Infelizmente, não havia água correndo pelo vetedouro, neste dia, devido à escassez de água, (sistema hidrográfica do Rio Paraná), na região sul e sudeste do Brasil.

A função do vetedouro é escoar a água em excesso que chega ao reservatório durante o período de chuvas.

3) 2ª Parada: Barragem de concreto (Cota 225)
A barragem é a estrutura que pode ser de (concreto, enrocamento e terra) que serve para represar a água e obter o desnível de 120 m (queda bruta nominal) que permite a operação das turbinas. Na parte superior da barragem principal, estão situadas as tomadas de água, estruturas com comportas que permitem que a água, passando por elas e pelos condutos forçados, alcance a caixa espiral, onde faz a turbina girar.

A barragem da Itaipu tem 7.919 metros de extensão e altura máxima de 196 metros, o equivalente a um prédio de 65 andares. Consumiu 12,3 milhões de metros cúbicos de concreto, enquanto o ferro e o aço utilizados permitiriam a construção de 380 Torres Eiffel, dimensões que transformaram a usina em referência nos estudos de concreto e na segurança de barragens.

Do alto da barragem tem-se visão do enorme reservatório, água que parece não ter fim; e na jusante observa-se o Rio Paraná com leito original e a parte do desvio (saída de 4 turbinas) que seguem seu curso.

Observamos 2 pórticos e um guindaste sobre trilhos. Os pórticos servem para instalar e retirar os stop-log (comporta), para isolamento da parte hidráulica da parte geradora, durante o período de manutenção na parte elétrica; o guindaste serve para o içamento das grades na limpeza e manutenção.

Encontramos, também, 20 torres de proteções das unidades de pistão hidráulico que aciona (=movimenta) a comporta (de serviço) tipo vagão em emergências.

4) 3ª Parada: Catedral (Cota 144)
A entrada para o interior da barragem fica entre 2 condutos forçados (tubos de 10 m de diâmetro, pintado de branco).

No interior da barragem, observa-se uma construção similar a de uma catedral. Ainda encontramos painéis para serviços auxiliares da barragem.

5) 4ª Parada: Sala de Supervisão e Controle Central (Cota 139)

Onde é feita a supervisão e controle de todos seus equipamentos e sistemas em turnos ininterruptos de revezamento, 24 horas por dia.

A equipe binacional composta por cinco operadores (um Supervisor da Operação em Tempo Real, dois Operadores Seniores e dois Operadores Assistentes) monitora mais de 25.000 pontos e controla outros 1.500 utilizando como principal ferramenta o sistema Scada (Supervisory Control and Data Acquisition).

Seu objetivo é fornecer aos operadores da usina informações detalhadas e automáticas de forma centralizada (disponíveis em mais de 1,5 mil painéis nas diversas galerias ao longo da usina) e organizadas em tempo real sobre as condições elétricas e hidráulicas dos equipamentos e das instalações. Possibilitando a análise permanente da situação, inclusive em emergências e facilita a tomada de decisões corretas e apropriadas dentro dos tempos necessários para manter o processo de geração e transmissão de energia e controle do reservatório.

6) 5ª Parada: Hall dos geradores (Galeria) – Cota 108

Um espaço impressionante, possui 1 km de extensão, onde os funcionários podem se deslocar de bicicletas e com carros elétricos (sistema de circulação tudo muito organizado, muita segurança) . Observa-se 20 tampas de geradores no chão e pontes rolantes no teto.

A manutenção do gerador é executada levantando-se a tampa e, quando necessária, a ponte rolante é utilizada.

7) 6ª Parada: Espaço entre a turbina e gerador (Cota 92) - Casa de Força - Eixo da Unidade Geradora

O conjunto (turbina+gerador+auxiliares) transforma a energia cinética e potencial da água em energia elétrica.  Em outras palavras: A energia hidráulica é transformada em energia mecânica, quando a água passa pela turbina, fazendo com que esta gire. No gerador, que está acoplado à turbina através do eixo, a energia mecânica é transformada em energia elétrica.

Regulador de velocidade

O regulador de velocidade tem a função principal de atuar no sentido de aumentar ou diminuir a potência gerada pela turbina, quando a velocidade, ou freqüência se afasta do valor de referência (Brasil: 60 Hz (velocidade 92,3 rpm) e Paraguai: 50 Hz (velocidade 90,9 rpm)). Em função da demanda do sistema, o sistema regulador da turbina atua sobre a posição das pás do distribuidor controlando a abertura e conseqüentemente a vazão que chega ao rotor, gerando apenas a energia necessária para o consumo.

O distribuidor é um anel de pás ajustáveis que envolvem o rotor da turbina. Para alterar a velocidade angular da turbina é necessário modificar o ângulo das pás do distribuidor para alterar a passagem de água pelo rotor. O movimento das pás do distribuidor é feito por um anel de regulação, ligado às pás, por um sistema de biela-manivela.

Após a passagem da água pelo distribuidor, esta bate diretamente com as pás do rotor, onde a potência hidráulica é transformada em potência mecânica.

O regulador de velocidade executa várias tarefas além de ajustar o servomotor a fim de regular a frequência da variação da tensão e corrente elétrica.

• Permite a sincronização do gerador ao sistema no menor tempo possível; 
• Dar partida na máquina de forma suave, evitando os danos na turbina (se a água bater, diretamente, nas pás da turbina com esta parada, o choque mecânico pode resultar em danos); 
• Na falha total de todas as fontes de alimentação de potência elétrica, promover o fechamento total do distribuidor, ou bloqueá-lo e mantê-lo numa posição fixa, enquanto é feita a manutenção, sem desligar a máquina do sistema. 
• Em rejeição brusca de carga, executa o fechamento do distribuidor sem que a sobrepressão do duto e da caixa espiral, subpressão da sucção e sobrevelocidade de máquina superem os níveis garantidos pelo fabricante da turbina e do gerador.

Resumo

A visita foi para conhecer os principais componentes de uma usina hidroelétrica:

• Barragem: onde é represada a água do rio para obter a maior queda de água;
• Vertedouro – o excesso de água é despejado através dele, evitando a inundação da usina;
• Tomada de água: onde faz a captação de água para diversas turbinas;
• Conduto forçado: direciona a água até a turbina;
• Casa de Máquina (ou casa de força) onde ficam:

1)     Turbina – que transforma a energia cinética da água em energia mecânica para acionar o gerador;

2)     Gerador – transforma a energia mecânica proveniente da turbina em energia elétrica;

3)     Regulador de velocidade – mantém a freqüência constante com a variação da demanda; faz a partida suave do conjunto (turbina+eixo+gerador) entre outras funções.

• Canal de restituição de água – o rio segue o curso normal.