LERNER, Gerson Luiz Soriano. Estudo de impactos na geração

ESTUDO DE IMPACTOS NA GERAÇÃO HIDROELÉTRICA AO LONGO DO RIO SÃO

FRANCISCO DEVIDO À TRANSPOSIÇÃO DE SUAS ÁGUAS UTILIZANDO MODELO

MATEMÁTICO DE FLUXOS EM REDE ACQUANET

Gerson Luiz Soriano Lerner

DISSERTAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇÃO DOS

PROGRAMAS DE PÓS-GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE

FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS

PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM CIÊNCIAS EM PLANEJAMENTO

ENERGÉTICO.

Aprovada por:

____________________________________________ Prof. Lucio Guido Tapia Carpio, D.Sc.

____________________________________________ Prof. Luiz Fernando Loureiro Legey, Ph.D.

____________________________________________ Prof. Otto Corrêa Rotunno Filho, Ph.D.

RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL

ABRIL DE 2006

LERNER, GERSON LUIZ SORIANO

Estudo de impactos na geração hidroelétrica

ao longo do rio São Francisco devido à

transposição de suas águas utilizando modelo

matemático de fluxos em rede AcquaNet [Rio

de Janeiro] 2006

IX, 108 p. 29.7 cm (COPPE/UFRJ, M.Sc.,

Planejamento Energético, 2006)

Dissertação – Universidade Federal do

Rio de Janeiro, COPPE.

1. Bacias hidrográficas

2. Modelo matemático de fluxos em rede

3. Projeto de transposição do rio São

Francisco

4. Impactos na geração hidrelétrica

I. COPPE/UFRJ II. Título (série)

ii

À minha Família

iii

AGRADECIMENTOS

Ao Prof. Lucio Guido Tapia Carpio pela amizade, confiança e apoio dado para que eu

conseguisse elaborar este trabalho.

Ao Laboratório de Suporte a Decisão (LabSis) da Universidade de São Paulo – USP,

em especial o Engenheiro Alexandre Roberto e o Doutor Rubem Porto, pelo carinho e atenção

que me deram nas diversas vezes que fui ao LabSis, pelo fornecimento do modelo

matemático, pela idéia deste estudo de caso e inúmeras ajudas prestadas para definitivamente

empregar corretamente o modelo matemático por eles desenvolvido.

Ao Operador Nacional do Sistema, em especial ao Engenheiro Luiz Guilhon que, por

diversas vezes, me atendeu, fornecendo todos os dados necessários que requeri para o estudo

de caso desta tese.

À Companhia Hidrelétrica do São Francisco (CHESF), pelos dados fornecidos

relativos a suas usinas hidrelétricas, fundamentais para utilizar o modelo matemático e

desenvolver o estudo de caso desta tese.

À Agência Nacional de Águas (ANA), pelos dados gerais por eles fornecidos e

essenciais para a compreensão da magnitude e importância da área de estudo – a bacia

hidrográfica do rio São Francisco.

Ao Ministério da Integração Nacional, pela elaboração dos estudos ambientais –

EIA/RIMA – e pelo fornecimento dos dados relativos à demanda hídrica da região a ser

beneficiada pelo projeto de transposição do rio São Francisco.

Aos meus pais, Leizer Lerner e Judith Soriano de Souza Nunes, que me deram

suporte, atenção, carinho e educação, sendo por mim considerados os principais responsáveis

pela realização deste sonho.

Ao CNPq, pelo apoio financeiro.

iv

Resumo da Dissertação apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários

para a obtenção do grau de Mestre (M.Sc.)

ESTUDO DE IMPACTOS NA GERAÇÃO HIDROELÉTRICA AO LONGO DO RIO SÃO

FRANCISCO DEVIDO À TRANSPOSIÇÃO DE SUAS ÁGUAS UTILIZANDO MODELO

MATEMÁTICO DE FLUXOS EM REDE ACQUANET


Abril/2006

Orientador: Lucio Guido Tapia Carpio

Programa: Planejamento Energético

A presente dissertação procura dar uma visão geral do atual projeto de transposição

das águas do rio São Francisco para bacias do Nordeste Setentrional para, posteriormente

calcular, através da simulação pelo modelo matemático de fluxos em rede AcquaNet, os

impactos energéticos nas usinas hidrelétricas localizadas na calha do rio São Francisco

decorrente das derivações hídricas.

Conclui-se que os impactos energéticos no rio São Francisco variam

proporcionalmente com a vazão demandada pela transposição.

No entanto, observa-se que o modelo matemático utilizado para o estudo de caso dessa

dissertação apresenta limitação de cálculo a ser adequadamente considerada; pois as

prioridades de atendimento dos diversos usos hídricos são obedecidas pelo AcquaNet de

forma bastante rígida, ou seja, o modelo só permite alocar água para usos menos prioritários

quando os usos mais prioritários são totalmente atingidos.

v

Abstract of Dissertation presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the requirements

for the degree of Master in Science (M.Sc.)

HYDRO-GENERATION IMPACTS IN THE SÃO FRANCISCO RIVER DUE TO THE

DIVERSION PROJECT OF ITS WATER USING THE NET FLOW MATHEMATICAL

MODEL ACQUANET


April/2006

Advisor: Lucio Guido Tapia Carpio

Department: Energy Planning

The present dissertation looks forward to introduce the actual São Francisco river’s

water diversion project and afterwards to calculate the hydro-generation impacts using a net

flow mathematical model called AcquaNet.

The energetic impacts in the São Francisco river varies proportionally with the

diversion project’s demand flow.

The mathematical model used to solve the dissertation’s case study has a limitation to

be adequately considered. The water supply priorities associated to water uses are obeyed in a

very strict way, i.e., the AcquaNet only allows to allocate water to less priorities uses when

the most priorities uses are totally served.

vi

ÍNDICE 1 – INTRODUÇÃO ................................................................................................................1

1.1. Informações Gerais.....................................................................................................1

1.2. Condições hídricas das bacias receptoras – As bacias hidrográficas do Nordeste

Setentrional ...........................................................................................................................4

1.3. Condições hídricas da bacia doadora – A bacia do rio São Francisco .....................9

1.4. Breve histórico de projetos de integração da bacia do São Francisco com bacias do

Nordeste Setentrional ..........................................................................................................11

1.3. Objetivo ....................................................................................................................13

2 – A CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO – BACIA DO S. FRANCISCO ...16 2.1. Localização e características gerais da bacia do São Francisco...........................16 2.2. Os aproveitamentos hidrelétricos da bacia do São Francisco...................................21

2.3. Conclusão da caracterização da bacia para a elaboração da tese .............................29 3 – O PROJETO DE TRANSPOSIÇÃO DO RIO SÃO FRANCISCO ...............................30

3.1. Detalhes do projeto de transposição do rio São Francisco .......................................30

4 – O SISTEMA DE SUPORTE A DECISÃO ACQUANET .............................................35

4.1. Introdução.................................................................................................................35

4.2. A programação do modelo matemático....................................................................35

4.3. Passos para resolução de problemas utilizando o SSD AcquaNet ...........................40

5 – ESTUDO DE IMPACTOS NA GERAÇÃO HIDROELÉTRICA NO RIO SÃO

FRANCISCO DEVIDO TRANSPOSIÇÃO DE SUAS ÁGUAS ........................................51

5.1 Introdução.................................................................................................................51

5.2 Dados de entrada do modelo matemático.................................................................56

5.3 Trabalhando com o SSD AcquaNet .........................................................................71

5.4 Resultados obtidos pelo modelo matemático ...........................................................73

6 – CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES.......................................................................76

vii

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................................78

ANEXO 1 - MAPA DA BACIA DO RIO SÃO FRANCISCO............................................81

ANEXO 2 - MAPA COM INFORMAÇÕES DE PRECIPITAÇÃO MÉDIA NA BACIA

DO RIO SÃO FRANCISCO.................................................................................................82

ANEXO 3 - MAPA DA BACIA DO SÃO FRANCISCO COM PRINCIPAIS POSTOS

PLUVIOMÉTRICOS............................................................................................................83

ANEXO 4 - MAPA DA BACIA DO SÃO FRANCISCO COM DADOS DE

DISPONIBILIDADE HÍDRICA........ ..................................................................................84

ANEXO 5 - MAPA DA BACIA DO SÃO FRANCISCO DETALHANDO SUAS

PRINCIPAIS HIDRELÉTRICAS.........................................................................................85

ANEXO 6 - USINAS PERTENCENTES À BACIA DO RIO SÃO FRANCISCO ............86

ANEXO 7 - MAPAS DO PROJETO DE TRANSPOSIÇÃO DO RIO S. FRANCISCO....87

ANEXO 8 - DETALHES DO PROJETO DE TRANSPOSIÇÃO DO RIO SÃO

FRANCISCO .......................................................................................................................88

ANEXO 9 - PRINCIPAIS TRECHOS DA OUTORGA DE TRANSPOSIÇÃO DO RIO

SÃO FRANCISCO ...............................................................................................................89

ANEXO 10 - ESQUEMA DO SSD ACQUANET ...............................................................90

ANEXO 11 - TABELA DE RESULTADOS EM PLANILHAS EXCEL ...........................91

viii

LISTA DE SIGLAS

ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica

ANA - Agência Nacional de Águas

CBHSF – Comitê da bacia hidrográfica do São Francisco

CEPEL – Centro de Pesquisa de Energia Elétrica

CF/1988 - Constituição da República Federativa do Brasil promulgada em 1988

CHESF – Companhia Hidrelétrica do São Francisco

DOU - Diário Oficial da União

IBAMA - Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

IPEA – Instituto de Pesqisa Econômica e Aplicada

ITEP - Instituto Tecnológico de Pernambuco

LabSid – Laboratório de Sistemas de Suporte a Decisões

MME – Ministério das Minas e Energia

ONS – Operador Nacional do Sistema

RIMA – Relatório dos Impactos sobre o Meio Ambiente

SBPC – Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência

SIN – Sistema Interligado Nacional

SSD – Sistema de Suporte a decisão

USP - Universidade de São Paulo

UHEs – Usinas Hidrelétricas

WRI - World Resources Institute

ix

CAPÍTULO 1

INTRODUÇÃO

1.1. Informações gerais

O território nacional está dividido em 8 grandes bacias hidrográficas. São elas:

Amazonas; Tocantins e Araguaia; Atlântico Norte e Nordeste; São Francisco; Atlântico Leste;

Paraná e Paraguai; Uruguai; Atlântico Sul e Sudeste. A Figura 1 delimita essas grandes bacias

no território nacional.

Figura 1 – Grandes bacias hidrográficas do Brasil

Fonte: ANEEL,2006

1

O Brasil pode ser considerado um país hidricamente bem afortunado, pois possui a

maior disponibilidade hídrica do planeta. De acordo com o exposto na Tabela 1, o Brasil é

responsável por cerca de 13,8% do deflúvio médio mundial.

Tabela 1 – Deflúvio médio de recursos hídricos no mundo em 1998

Oferta de água doce (Deflúvio médio)

Total Per capita Regiões

(km3/ano) (m3/hab/ano) África 3.996 5.133,05 América do Norte 5.308,6 17.458,02 América Central 1.056,67 8.084,08 América do Sul* 10.080,91 30.374,34

Brasil* 5.744,91 34.784,33 Ásia 13.206,74 3.679,91 Europa 6.234,56 8.547,45 Oceania 1.614,25 54.794,64 Mundo 41.497,73 6.998,12

Fonte: WRI, 1998 e *ANEEL, 1999.

Apesar de o Brasil possuir água doce em abundância, ela se encontra mal distribuída

espacial e temporalmente.

A Tabela 2 demonstra a má distribuição espacial da água no âmbito nacional. Observe

que somente a região da bacia Amazônia, que concentra apenas 4% da população brasileira,

possui aproximadamente 73% da água superficial existente no país.

Como exemplo de região onde ocorre uma má distribuição temporal da água, pode-se

citar justamente a região beneficiada com o projeto de transposição – o Nordeste setentrional.

Nesta região de clima semi-árido, o volume anual precipitado concentra-se em apenas 3

meses do ano, enquanto nos 9 meses restantes, praticamente não chove.

2

Tabela 2 – Informações básicas sobre bacias hidrográficas brasileiras

Área População * Densidade Vazão Disponibilidade Disponibilidade

(Ano Base-1996) (hab/km2) (m3/s) Hídrica Per Capita Bacia hidrográfica

(103 km2) % % (km3/ano) (m3/ano/hab)

1 Amazonas ** 3.900 45,82 6.687.893 4,26 1,70 133.380 4.206,27 628.938,24

2 Tocantins 757 8,89 3.503.365 2,23 4,60 11.800 372,12 106.219,25

3ª Atlântico Norte 76 0,89 406.324 0,26 5,30 3.660 115,42 284.063,36

3B Atlântico Nordeste 953 11,20 30.846.744 19,64 32,40 5.390 169,98 55.100,44

4 São Francisco 634 7,45 11.734.966 7,47 18,50 2.850 89,88 7.658,96

5ª Atlântico Leste 1 242 2,84 11.681.868 7,44 48,30 680 21,44 1.835,71

5B Atlântico Leste 2 303 3,56 24.198.545 15,41 79,90 3.670 115,74 4.782,81

6ª Paraguai ** 368 4,32 1.820.569 1,16 4,90 1.290 40,68 22.345,45

6B Paraná 877 10,30 49.924.540 31,78 56,90 11.000 346,90 6.948,41

7 Uruguai ** 178 2,09 3.837.972 2,44 21,60 4.150 130,87 34.099,88

8 Atlântico Sudeste 224 2,63 12.427.377 7,91 55,50 4.300 135,60 10.911,78

Brasil 8.512 100 157.070.163 100 18,50 182.170 5.744,90 36.575,46 Nota: ** Dados referentes à área situada em território brasileiro

Fonte : ANEEL, 2005 ; * IBGE, 1998

De acordo com a atual Constituição da República Federativa do Brasil (CF/1988), em

seu artigo 20, inciso III, são bens da União os lagos, rios e quaisquer correntes de água que

banhem mais de um estado. Portanto, no caso do rio São Francisco, por ele atravessar

diversos estados, suas águas devem se submeter à gestão federal, sendo o mesmo considerado

um rio Federal.

A CF/1988 realça a necessidade da transposição para fazer cumprir a lei maior em seu

artigo 43, parágrafo dois, inciso IV. Este artigo menciona que a União pode atuar

administrando complexo geoeconômico e social, visando o seu desenvolvimento e a redução

das desigualdades regionais. Particulariza ao citar que os incentivos regionais compreenderão

prioridade para o aproveitamento econômico e social dos rios e das massas de água represadas

ou represáveis nas regiões de baixa renda, sujeitas a secas periódicas.

Considerando os dois últimos parágrafos e o fato de haver na região Nordeste

somente dois rios perenes federais – o Parnaíba e o São Francisco – e que o “Velho Chico” é

o mais caudaloso deles, diversos projetos vêm sendo estudados ano a ano visando transferir

3

parte das águas do São Francisco para as regiões nordestinas mais hidricamente castigadas

pela seca.

No entanto, segundo a Agência Nacional de Águas - ANA - e diversas conferências

sobre transferência de águas entre grandes bacias hidrográficas (SBPC, 2004), qualquer

transferência hídrica de uma bacia para outra só pode ser justificada quando diversas análises

prévias das conseqüências do projeto forem realizadas. As análises necessárias para

implementação de um projeto dessa natureza devem incluir: avaliação se a região receptora de

água tem comprovada escassez hídrica para o atendimento de suas necessidades; avaliação se

os recursos hídricos da região de origem são suficientes para satisfazer a demanda da

transferência sem acarretar impedimento ao desenvolvimento futuro dessa região; avaliação

se os impactos ambientais ocasionados pela transferência de água são mínimos para ambas as

regiões, de destino e de origem; comprovação que os benefícios sociais da região de destino

são compatíveis com o porte do empreendimento; avaliação se os impactos positivos gerados

são compartilhados razoavelmente entre as regiões de origem e destino.

Verifica-se que, para implantar o projeto de transposição, deve-se averiguar,

primordialmente, se há realmente déficit hídrico nas bacias receptoras, no caso, nas bacias do

Nordeste Setentrional. Em segundo lugar, é imprescindível estudar as condições da bacia do

rio São Francisco (bacia doadora) quanto à possibilidade hídrica de atendimento ao projeto.

1.2. Condições hídricas das bacias receptoras – as bacias hidrográficas do Nordeste

setentrional

Para melhor avaliar as condições hídricas das bacias receptoras, deve-se,

primeiramente, explicar o que vem a ser o polígono das secas.

O polígono das secas foi delimitado em 1951, visando abranger regiões de

necessidades hídricas para que nelas houvesse o combate das secas do Nordeste (RN, 2005).

4

Atualmente, o Ministério da Integração Nacional considera o polígono das secas como

sendo a área, pertencente ao nordeste brasileiro, mais propensa a períodos de seca, onde se

verifica, em uma história de aproximadamente 70 anos, que mais de 80% das secas ocorridas

no país ocorreram em tal região.

A Figuras 2 ilustra as delimitações deste polígono. Observa-se que grande parte da

bacia do São Francisco localiza-se no polígono das secas.

Figura 2 – A localização da bacia do São Francisco e o polígono das secas

5

O Nordeste setentrional, área pertencente ao polígono da seca, possui clima semi-

árido, abrangendo parcialmente os estados de Pernambuco, Ceará, Paraíba e Rio Grande do

Norte, com uma população de cerca de 12 milhões de habitantes.

De acordo com a Figura 3, essa região tem média pluviométrica menor que 800

mm/ano, o que é pouco em relação à média nacional (1800 mm/ano), representando menos

que metade do valor da mesma. No entanto, o dado mais importante que demonstra a

necessidade hídrica do Nordeste setentrional é a sazonalidade de suas chuvas - grande parte

do volume lá precipitado concentra-se nos 3 meses de verão, sendo os outros 9 meses do ano

extremamente secos.

Figura 3 – Isoietas no Brasil

Fonte: ANA, 2005

6

Observando a Figura 4 e comparando-o com o exposto acima, constata-se que há uma

forte correlação entre pluviometria e índice de desenvolvimento humano - IDH. Nota-se que a

região do polígono das secas possui baixo IDH médio, o que pode estar ligado ao déficit

hídrico da região semi-árida. As cidades de Manari-PE e Traipú-AL, por exemplo, possuem,

respectivamente, IDHs equivalentes a 0,467 e 0,479; o que é muito baixo quando comparado

ao IDH médio brasileiro que é de 0,769.

Figura 4 – IDH nas regiões hidrográficas brasileiras

Fonte: IPEA, 2000

O quadro de extrema pobreza do Nordeste setentrional é bastante antigo. Essa área

vem sendo alvo de grandes secas há séculos, fato que contribui para o agravamento desse

quadro e constitui fator limitante para o desenvolvimento social da região.

7

As secas, nessa região, de acordo com registros históricos, ocorrem com intervalos

próximos a dez anos, podendo se prolongar por períodos de três, quatro e, excepcionalmente,

até cinco anos. Pode-se citar, por exemplo, as secas de 1951, 1958, 1979 a 1983, 1990 a 1993

e 1998 e 1999. No entanto, as secas são conhecidas, no Brasil, desde o século XVI (FJN,

2005).

Um grande exemplo de seca catastróficas ocorrida há mais de um século atrás foi a

compreendida entre 1877 e 1879, quando se estima que aproximadamente 1,7 milhões de

pessoas faleceram por falta de comida e/ou sede.

Foi justamente nessa época, portanto, que as autoridades começaram a ser

pressionadas pela opinião pública para solucionar o problema de déficit hídrico nordestino.

Adotou-se como solução, quase padrão, a açudagem, ou seja, a construção de enormes

reservatórios que podem armazenar grande volume de água durante as estações chuvosas para

que estas sejam utilizadas em períodos críticos tanto para consumo doméstico como para

desenvolvimento da agricultura irrigada. Também data dessa época as primeiras idéias

envolvendo o desvio de parte das águas do rio São Francisco para amenizar as freqüentes

secas do Nordeste.

De qualquer forma, deve-se mencionar que a escassez hídrica do Nordeste setentrional

impede o surgimento de oportunidades de empregos sustentáveis na região e induz à

emigração para as metrópoles.

Estima-se que cerca de 1 milhão de nordestinos vivem atualmente em condições

precárias nas periferias ou em favelas dos grandes centros urbanos. Segundo o Ministério da

Integração Nacional, se o projeto for implantado, haverá retorno de muitos nordestinos a sua

cidade natal e uma significativa redução do êxodo da região semi-árida.

Portanto, para aumentar a segurança hídrica nas regiões de clima árido e semi-árido, e

assim fixar o nordestino em sua terra, gerar crescimento econômico e criar empregos na

8

região, autoridades políticas e diversos setores da sociedade vêm propondo a transposição do

São Francisco para a região Nordeste setentrional como forma de aliviar os problemas

hídricos e sociais nordestinos.

1.3. Condições hídricas da bacia doadora – a bacia do rio São Francisco

Esta é uma das questões mais polêmicas deste projeto de integração de bacias, visto

que, em geral, os estados pertencentes à bacia do São Francisco e o próprio comitê dessa

bacia hidrográfica (CBHSF) são contrários ao projeto.

Este sub-item tentará abordar esta questão bastante complexa de forma imparcial, visto

que não é o objetivo da tese gerar polêmica de natureza política.

Primeiramente, deve-se esclarecer que 60% da bacia do São Francisco pertencem à

região semi-árida e que 50% do semi-árido localiza-se na bacia do São Francisco. Outro

aspecto importante é que 90 % das vazões do São Francisco são geradas nos estados de

Minas Gerais e Bahia, em sua maioria em rios de domínio estadual (Tabelas 3 e 4).

Tabela 3 – Percentual de vazão de contribuição para o rio São Francisco gerado por estado

Rios

Contribuição para o São Francisco (%)

Rio Paracatu 14 Rio das Velhas 13

Rio Grande 9 Rio Urucuia 9

Afluentes mineiros 8 Rio Corrente 7

Entorno da Represa 7 Rio Paraopeba 6

Rio Pará 6 Rio Carinhanha 6

Outros 15 Total 100

Fonte: Asfora,2005

9

Tabela 4 – Percentual de vazão de contribuição para o rio São Francisco de seus afluentes

Estados brasileiros

Contribuição para o São Francisco (%)

Minas Gerais 73,5 Bahia 20,4

Pernambuco 3,2 Goiás 1,2

Alagoas 0,7 Distrito Federal 0,6

Sergipe 0,4 Total 100

Fonte: Asfora, 2005

De acordo com o plano decenal da bacia do São Francisco (ANA), a vazão média na

foz é 2850 m3/s. No entanto, para haver garantia de vazão na foz, considera-se a vazão firme

na foz como sendo 1850 m3/s, ou seja, em toda a série histórica do São Francisco (cerca de 70

anos de dados), não houve registro de um evento em que a vazão na foz fosse inferior a esse

valor.

Considerando que a vazão mínima na foz para garantir um adequado uso múltiplo das

águas (geração de energia, irrigação, navegação e vazão ecológica) foi estipulada por portaria

do IBAMA em 1300 m3/s e, adicionalmente, uma folga de 10% para acomodar a operação dos

reservatórios e contingências na geração hidrelétrica, pode-se considerar a vazão mínima na

foz do rio como sendo 1430 m3/s.

Analisando os dados exibidos nos dois últimos parágrafos, obtém-se o saldo da oferta

hídrica do São Francisco em sua foz ( 1850-1430m3/s = 420 m3/s) . No entanto, estipulou-se o

valor de 360 m3/s (valor decidido na terceira reunião plenária do Comitê da Bacia

Hidrográfica do São Francisco), vazão esta que pode ser utilizada para abastecer demandas

consuntivas, inclusive para o projeto de transposição.

O tema transposição do São Francisco consiste em uma das questões mais polêmicas

da atualidade. Tal fato se dá porque há basicamente duas correntes de pensamento

completamente opostos – os que são a favor e os que são contra ao projeto – ou pode-se dizer,

10

os estados beneficiados com a transposição, que são a favor, e os estados doadores hídricos,

que são contrários ao projeto.

Segundo o governo federal, o volume requerido pelo projeto de transposição

representa apenas 3,4% do total que o rio despeja no mar (1.850 m³/s) e, portanto, a obra não

prejudicaria a fluência das águas. Os opositores do projeto alegam que o volume retirado deve

ser comparado com os 360 m³/s outorgáveis (máximo permitido para ser retirado do rio

incluindo outros projetos) e não com os 1.850 m³/s.

Outro ponto divergente é o aproveitamento das águas. De acordo com a outorga da

ANA, a captação do projeto poderá chegar a uma vazão máxima diária de 114,3 m³/s. No

entanto, só poderá se transpor 114,3 m³/s excepcionalmente, e quando o reservatório de

Sobradinho estiver acima do normal (DOU, 2005), o que, segundo especialistas, acontece em

40% do tempo. Para os opositores, isso representa um desperdício de dinheiro público, uma

vez que a obra ficará 60% do tempo sub-utilizada.

1.4. Breve Histórico de projetos de integração da bacia do São Francisco com bacias do

Nordeste Setentrional

A preocupação de solucionar a seca no semi-árido brasileiro é bastante antiga, tendo

seus primeiros relatos históricos datados da época do Brasil império, quando Dom Pedro II

prometeu que venderia, se preciso fosse, todas as jóias da Coroa para solucionar o problema

da seca do Nordeste (Filho, 2005).

A primeira idéia envolvendo a captação de água do rio São Francisco para amenizar as

secas no Nordeste também data do período de Brasil monárquico. Em 1856, a comissão

científica de exploração, chefiada pelo barão de Capanema, recomendou a abertura de um

canal ligando o rio São Francisco ao rio Jaguaribe (Rebouças, 1997).

11

No entanto, até o início da década de 1980, a transposição do rio São Francisco não

podia ser realizada devido a problemas de ordem técnica, pois não havia energia elétrica em

quantidade suficiente para acionar as bombas de recalque necessárias para transportar este

grande volume de água até as regiões de destino.

Já em 1983, Mário Andreazza, quando disputava sua indicação como candidato à

presidência da República, apresentou um projeto como um dos pontos de sua plataforma de

governo. O projeto propunha a construção de uma barragem para represar o São Francisco

perto de Cabrobó (PE), com a finalidade de dali se bombear água para o Ceará e Rio Grande

do Norte. Como Andreazza foi derrotado, o projeto foi arquivado (Andrade, 2002).

No final dos anos 80, o Departamento Nacional de Obras e Saneamento - DNOS

elaborou um projeto de integração das águas do São Francisco com o semi-árido setentrional,

cuja finalidade era fortalecer a atividade agrícola na região através da captação de 15% da

vazão do “Velho Chico”. Esse estudo foi retomado e detalhado em 1994, prevendo retirar

uma vazão de cerca de 7,5 % da vazão regularizada pela barragem de Sobradinho (Coelho,

2004).

O atual projeto, elaborado e defendido com ardor pelo ministério da Integração

Nacional, tem custo estimado em 2,7 bilhões de reais e, devido a diversos estudos mais

elaborados e precisos, estima-se uma transferência média de aproximadamente 2% da vazão

regularizada do rio São Francisco. Estima-se uma média de 45,2 m³/s destinados às bacias do

Ceará, do Paraíba e do Rio Grande do Norte e 18,3 m³/s destinados ao estado de Pernambuco,

totalizando 63,5 m³/s. A redução de 2/3 da vazão prevista em 1994 foi devido a flexibilidade

de retirada de água, pois o novo projeto permite a retirada de águas variar de zero a 114,3

m³/s. Mais detalhes desse projeto serão expostos no Capítulo 3.

Portanto, a história da transposição pode ser dividida em 2 períodos: antes da década

de 1980, quando estudos eram realizados mas havia limitações técnicas para implementar os

12

projetos e, devido a esses empecilhos, procurava-se outros tipos de solução para amenizar a

seca no Nordeste setentrional; depois da década de 1980, quando a engenharia já se encontra

avançada o suficiente para enfrentar esta empreitada, restando apenas estudos mais

aprofundados para a estipulação de sua viabilidade sócio-econômica e ambiental.

1.5. Objetivo

No caso do projeto de transposição do São Francisco para bacias do Nordeste

setentrional, um grande impacto, que influenciará no processo de tomada de decisão do

projeto, é justamente a possível diminuição de geração de energia elétrica nas usinas

localizadas a jusante dos eixos de captação do projeto de transposição.

Deve-se esclarecer que tal impacto será amenizado pela estrutura já consolidada e em

constante expansão do Sistema Interligado Nacional – SIN (Figura 5), que consiste da

interligação de transmissão elétrica entre diversas regiões do país, mais especificamente as

regiões Sul, Sudeste, Centro-Oeste, Nordeste e parte da região Norte e corresponde a cerca de

96% da capacidade de produção de eletricidade do país.

Figura 5 – O Sistema Interligado Nacional

Fonte: ONS, 2005

13

No entanto, não se deve utilizar o argumento de que caso falte energia na bacia do São

Francisco (consumo maior que a oferta), o SIN iria cobrir esta falta de energia local enviando

energia de outras bacias, para justificar qualquer valor de déficit energético. Se a gestão das

bacias hidrográficas brasileiras for conduzida com este raciocínio, não haverá auto-suficiência

elétrica em muitas bacias e, o risco de novas crises nacionais de energia, como a ocorrida em

2001, irá aumentar.

A presente dissertação visa, portanto, calcular o impacto energético devido a

transposição de parte das águas do rio São Francisco e está dividida em 8 capítulos. São eles,

além deste Capítulo introdutório:

• Capítulo 2 - Caracterização da área de estudo – Bacia do S. Francisco

São expostos aspectos gerais da área de estudo: o rio São Francisco e sua bacia

hidrográfica, com realce para as principais características das diversas hidrelétricas ao longo

do “Velho Chico”.

• Capítulo 3 – O projeto de transposição do rio São Francisco

É apresentado o atual projeto de transposição do rio São Francisco e mencionado seua

aspectos técnicos mais relevantes.

• Capítulo 4 - O Sistema de Suporte a decisão ACQUANET

Explica-se a teoria de modelos baseados em fluxos em rede; e demonstra-se

sucintamente como utilizar o SSD AcquaNet, detalhando apenas o módulo energia do

modelo, pois este foi o módulo utilizado para a elaboração do estudo de caso.

14

• Capítulo 5 - Estudo de impactos na geração hidroelétrica no rio São Francisco devido

transposição de suas águas

Descreve-se a utilização do modelo para desenvolver o estudo de caso. Através do

SSD AcquaNet, os resultados dos impactos energéticos são obtidos e são analisados.

• Capítulo 6 – Conclusões e recomendações

Comenta-se sobre os resultados obtidos para o estudo de caso, as limitações do SSD

AcquaNet e faz-se recomendações para melhorar a qualidade dos resultados em estudos

futuros que se utilizarem deste modelo matemático.

• Capítulo 7 - Referências bibliográficas

• Capítulo 8 - Anexos

15

CAPÍTULO 2

CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO - A BACIA DO RIO SÃO FRANCISCO

A bacia do rio São Francisco, por ser uma bacia de enorme dimensão, com área

estimada em 8% do Brasil, possui grande diversidade de climas, relevos, ecossistemas e

culturas.

O presente capítulo será subdividido em: localização e características gerais da bacia

do São Francisco e aproveitamentos hidrelétricos da bacia do São Francisco.

2.1. Localização e características gerais da bacia do São Francisco

O rio São Francisco tem este nome por causa da data de chegada do navio do italiano

Américo Vespúcio a sua foz, em 4 de outubro de 1501, dia de São Francisco de Assis.

O rio nasce no estado de Minas Gerais, na serra da Canastra, mais especificamente no

alto do Chapadão da Zangaia, a 1428 metros de altitude em relação ao nível do mar. Ele flui

por 2800 km até a divisa dos estados de Alagoas e Sergipe – onde deságua no oceano

Atlântico com vazão média anual de aproximadamente 2850 m3/s.

O São Francisco é o 5º maior rio do Brasil, 18º do mundo e o maior genuinamente

brasileiro, pois é o único dentre os 5 maiores rios nacionais em que sua bacia hidrográfica

localiza-se, integralmente, em território nacional (Hermuche, 2000).

Esse grandioso rio possui uma bacia de contribuição hídrica estimada em 640.000

km2, o que equivale a cerca de 8% do território nacional. Sua bacia é constituída de 7 estados

distintos, são eles: grande parte do território dos Estados de Minas Gerais, Bahia, Pernambuco

e Alagoas; e pequena parcela dos Estados de Goiás, Distrito Federal e Sergipe. O ANEXO 1

além de delinear a bacia, detalha sua localização no território do Brasil.

16

O curso do rio São Francisco pode ser dividido em quatro trechos: alto São Francisco

(desde a sua nascente até próximo à confluência com o rio das Velhas); o médio (desde onde

começa o trecho navegável do rio e segue até a barragem de Sobradinho, na Bahia); o sub-

médio (desde Sobradinho até a confluência com o rio Ipanema) e o baixo (desde a cidade de

Pão de Açúcar até sua foz) (MI, 2004). O mapa do ANEXO 1 (vide sua legenda) ilustra essa

divisão da bacia em regiões fisiográficas.

O “Velho Chico” deve sua existência a seus afluentes, que são uma espécie de sangue

que dão força e vivacidade para fluir de forma perene por tantos quilômetros em condições

climáticas nem sempre favoráveis (JN, 2005). Pode-se observar também, no ANEXO 1, a

localização de alguns de seus principais afluentes, como os rios, de montante para jusante,

Paraopeba, das Velhas, Paracatu, Urucuia, Corrente, Grande, Jacaré, Pajeú, Ipanema, entre

outros.

No entanto, deve-se destacar que através de avaliação da geologia, do relevo e dos

solos da bacia, concluiu-se que o principal manancial responsável pela regularização das

vazões do rio no período seco do ano é o sistema aqüífero Urucuia. Sua descarga de base

representa quase metade da vazão do rio São Francisco a partir de alguns de seus rios

afluentes como os citados rios Grande e Corrente. Eles tendem a ter vazões regulares mesmo

nos períodos secos do ano ou em períodos de alguns anos com baixa precipitação média. Esse

fenômeno é relacionado à função reguladora do aqüífero, que funciona como um grande

pulmão hídrico para a bacia do São Francisco (Campos, 2005).

É fato que o desmatamento vem aumentando continuamente na bacia, estimulado

principalmente pela necessidade de carvão para alimentar siderúrgicas. Outro fato alarmante é

que praticamente não existe mais mata ciliar ao longo do São Francisco. No lugar das árvores,

só tem capim, e as pastagens avançam até o leito. Segundo cálculos dos ambientalistas, 80%

das matas ciliares do rio São Francisco foram destruídas (JN, 2005).

17

O desmatamento da bacia adicionado ao crescimento descomunal dos volumes de

água captados dos rios e do aqüífero Urucuia para fins de irrigação, fazem com que as vazões

dos principais rios da região e, conseqüentemente, a regularidade das vazões do São Francisco

no período seco do ano, deva sofrer diminuições significativas nos próximos 10 ou 20 anos

(Campos, 2005).

Apesar de todos esses fatores negativos, ao final de seu longo trajeto, o rio encontra

força para desembocar no mar. Sua foz é do tipo estuário, pois é constituída por um longo

canal de forma afunilada, ou seja, a medida que ele se aproxima do mar, suas margens

tornam-se cada vez mais próximas uma da outra, formando uma passagem única e direta

(Hermuche, 2000).

2.1.1 Clima

O clima da bacia é muito diversificado devido a sua grande dimensão e características

distintas, como diferenças de relevo e de proximidade com o mar.

O alto São Francisco caracteriza-se por possuir umidade alta e altitude elevada, sendo

a estação chuvosa na época de verão e a seca durante o inverno. As precipitações médias

anuais variam de 1000 a 1500 mm e a temperatura média anual é de cerca de 23º C. O clima

dessa região é considerado como sendo úmido e sub-úmido.

O médio São Francisco, por ser a maior das regiões fisiográficas da bacia, possui

diferentes tipos de clima. Essa região, em seu início, tem clima parecido com o Alto São

Francisco, com precipitações médias anuais de 1000 mm. No entanto, passado esta parte, há

um trecho de região semi-árida onde a precipitação é baixa, havendo anos em que a média

anual fica abaixo de 600 mm. A temperatura média anual é de cerca de 24º C. Os climas dessa

região são caracterizados como sub-úmido seco e semi-árido.

18

O sub-médio São Francisco abriga a região mais seca de toda a bacia. Nesse local a

precipitação média anual varia de 350 a 800 mm, distribuída irregularmente durante o ano. Os

meses chuvosos ocorrem no verão e os outros 9 meses do ano caracterizam-se por serem

muito secos. A temperatura média anual é de cerca de 27º C. Pode-se classificar os climas

dessa região como semi-árido e árido.

O baixo São Francisco caracteriza-se por um clima um pouco mais ameno pela

proximidade do mar. Nessa região, há uma forte mudança na distribuição anual da chuva do

interior para o litoral, já que na foz do rio elas são bem distribuídas ao longo de todo o ano,

sendo um pouco mais intensas na época de outono e inverno. As precipitações médias anuais

variam de 800 a 1300 mm, e a temperatura média anual é de cerca de 25º C. Os climas desta

região variam entre semi-árido e semi-úmido úmido (Hermuche, 2000).

Devido a essa diferença nas características climatológicas da bacia, as chuvas que

chegam ao rio variam muito de volume ao longo do seu percurso. A média anual varia de

1.900 mm na nascente, em Minas Gerais, a 400 mm no semi-árido nordestino. A taxa

evaporação varia de 500 mm anuais, nas nascentes, a 2.200 mm, em Petrolina, perto da

fronteira da Bahia com Pernambuco. Essa evaporação elevada, característica do semi-árido

nordestino, dificulta a manutenção de água nos açudes da região, que não são abastecidos por

rios perenes (Izique, 2005).

Os ANEXOS 2 e 3 mostram, respectivamente, a precipitação média em diversas

localidades da bacia do rio São Francisco e o mapa da bacia do rio São Francisco com

detalhes de informações pluviométricas de diversas estações localizadas nas várzeas do rio

São Francisco.

Comprova-se, através da análise desses mapas e dos dados neles contidos, a grande

variação de distribuição de chuvas ao longo do rio e de sua bacia hidrográfica. Por essa razão,

19

juntamente ao fato de ser uma bacia importante no âmbito nacional, torna-se imprescindível a

elaboração de estudos que visem à melhora da gestão hídrica nessa bacia.

2.1.2 População

Como mencionado anteriormente, o rio possui um extenso vale. Esse vale abrange

aproximadamente 500 municípios de 7 estados brasileiros.

Cerca de 16,14 milhões de pessoas (9,5% da população do país) habitam a bacia, com

maior concentração no alto (56%) e médio São Francisco (24%). A população urbana

representa 77% da população total e a densidade populacional é de 22 hab/km2. Nas demais

regiões observa-se percentual de população da ordem de 10% no sub-médio e no baixo São

Francisco (Silva et al., 2005). Os dados referentes à população urbana e rural e taxa de

urbanização estão apresentados na Tabela 5:

Tabela 5 – Dados populacionais das sub-bacias do São Francisco

População (hab)

Sub-bacia Urbana Rural Total

Urbanização (%)

Alto 6.461.510 269.230 6.730.740 96

Médio 2.814.511 2.302.782 5.117.293 55

Sub-médio 1.375.230 1.080.538 2.455.768 56

Baixo 901.713 938.518 1.840.231 49

Total 11.552.964 4.591.068 16.144.032 77

Fonte: Silva et al., 2005

20

2.1.3 Disponibilidade hídrica

O mapa do ANEXO 4, que retrata a disponibilidade hídrica na área da bacia do São

Francisco, ilustra que a área de maior escassez hídrica da bacia corresponde às sub-bacias

localizadas em seu trecho médio e sub-médio.

É justamente, nessa região, que se localizarão as captações hídricas (eixo Norte e eixo

Leste) que estão previstas pelo projeto de transposição hídrica.

2.2. Os aproveitamentos hidrelétricos da bacia do São Francisco

As usinas hidrelétricas situadas na bacia do São Francisco produzem 10643,9 MW, ou

seja, aproximadamente 17% do total produzido no país. As situadas no próprio leito do rio

estão entre as maiores do Brasil (Porto, 2005). O ANEXO 5 localiza as diversas usinas

hidrelétricas da bacia.

Pode-se observar, pelo ANEXO 6, que as usinas localizadas no leito do São Francisco

são responsáveis por grande parte da energia produzida na bacia. A soma da energia instalada

nessas usinas responde por aproximadamente 97% do total da energia hidrelétrica instalada na

bacia.

A Figura 6 ilustra o esquema topológico da geração hidrelétrica no rio São Francisco.

Neste esquema há informações de posicionamento de seus aproveitamentos hidrelétricos e

principais afluentes do rio São Francisco.

A Tabela 6 exibe numericamente as principais características dos reservatórios

localizados no rio São Francisco.

21

Figura 6 – Topologia das usinas hidrelétricas da bacia do rio São Francisco

Fonte: Freitas, 2002.

22

Tabela 6 – Principais características dos reservatórios hidrelétricos do rio São Francisco

UHE Dist. até foz (km)

Dist. usinas (km)

Área de drenagem

(km2)

A. de drenagem

incremental (km2)

Vútil (hm3)

Pinstalada (MW)

3 Marias 2220 50560 50560 15278 396

Sobradinho 800 1420 498425 447865 28669 1050

Itaparica 310 490 587000 88575 3548 1500

Moxotó 270 40 599200 12200 226 400

P. A. 1/3 270 0 599200 0 90 1423

P. A. 4 270 0 599200 0 30 2460

Xingó 210 60 608700 9500 5 3000

Fonte: ANA/GEF/PNUMA/OEA, 2002.

Na bacia do rio São Francisco, existem basicamente dois tipos de usinas hidrelétricas

– as barragens com reservatório, que se caracterizam pela possibilidade de controlar cheias e

regularizar o rio a jusante das mesmas, e as barragens sem reservatório, conhecidas como

usinas a fio d’água.

Como se pode observar pelo quadro exposto acima, a maior área de drenagem entre 2

usinas hidrelétricas ocorre no trecho entre Três Marias e Sobradinho, portanto, para evitar

inundações catastróficas em regiões próximas ao “Velho Chico”, decidiu-se que essas 2

barragens deveriam possuir grandes reservatórios, visando a regularização do rio a jusante e o

impedimento da passagem da onda de cheia. As usinas hidrelétricas de Três Marias e

Sobradinho regularizam o rio com uma vazão de, respectivamente, 517m3/s e 1.815m3/s

(quando somada à regularização de Três Marias). Além de evitar inundações à jusante, essas

duas represas também exercem fundamental papel estratégico, pois através da regularização

do rio São Francisco, possibilita a geração de energia hidroelétrica, durante todo o ano, nas

23

usinas a jusante de Sobradinho, isto é, Itaparica, Moxotó, Complexo de Paulo Afonso e

Xingó.

No entanto, cada uma das grandes usinas hidrelétricas do “Velho Chico” operam

segundo normas que atendam a certas restrições de vazões e níveis de água, restrições essas

que visam garantir, além do suprimento hídrico para atendimento aos diversos usos da água, o

controle de cheias para evitar catástrofes em regiões habitadas situadas em sua margem.

A Figura 7, além de dar características gerais, ilustra a composição dos principais

reservatórios da bacia do São Francisco.

Figura 7 – Principais reservatórios hidrelétricos da bacia do rio São Francisco

Fonte: ANA,2005

A seguir, caracteriza-se brevemente cada uma das usinas hidrelétricas expostas na

Figura acima.

24

2.2.1 Três Marias:

Inaugurada em 1952 pela CEMIG - Centrais Elétricas de Minas Gerais S.A., a

barragem tem 2.700 metros de comprimento e forma um reservatório de cerca de 21 bilhões

de metros cúbicos de água. Situa-se a 2.221 Km acima da foz do rio e foi construída para fins

de uso múltiplo das águas de seu reservatório. Usos como produção de energia hidrelétrica,

controle de enchentes, irrigação e melhoria das condições de navegabilidade do São

Francisco.

A usina e seu lago estão localizados na parte central de Minas Geral, pertencente a

MRH - 173, compreendendo os municípios de: Felixlândia, Morada Nova de Minas,

Biquinhas, Paineiras e Barreiro Grande. Esses municípios situam-se ao redor da represa da

hidrelétrica e tiveram parte de suas áreas inundadas.

A represa de Três Marias tem papel estratégico importante para a bacia do São

Francisco, já que é através de sua operação que o rio ganha força para enfrentar um clima

hostil, característico do sertão.

Situada a 95 km a montante de Pirapora, onde começa o principal trecho navegável do

São Francisco, a barragem de Três Marias retém as enchentes nos períodos chuvosos e

garante os níveis mínimos de água para a navegabilidade durante as estiagens.

Essa vazão controlada, cujos benefícios vão repercutir até na usina de Paulo Afonso,

possibilita ainda o desenvolvimento de irrigação às margens do rio, afastando os efeitos

danosos de eventos chuvosos.

A hidrelétrica, além de importante função de controle de cheias no rio São Francisco,

tem instalada 6 unidades de geração elétrica que somam um total de 396 MW.

25

2.2.2 Sobradinho

Inaugurada em 1979 pela CHESF – Companhia Hidroelétrica do São Francisco,

Sobradinho localiza-se na Bahia e constitui-se em um dos projetos hidrelétricos mais

importantes executados na bacia do São Francisco, em função de sua capacidade de fazer

regularização plurianual do rio São Francisco.

A regularização plurianual permite que Sobradinho garanta uma vazão mínima de

2.060 metros cúbicos por segundo e possibilita, assim, a utilização plena dos demais

aproveitamentos hidrelétricos, situados a jusante.

Os 34,1 bilhões de metros cúbicos de água da represa de Sobradinho inundam uma

área de 4.214 Km2, formando o maior lago artificial da América Latina e um dos maiores do

mundo. Para fins de ordem de grandeza, o lago ocupa uma área 10 vezes maior do que a Baía

de Guanabara - RJ. Para a formação de tão grandioso lago, quatro cidades - Casa Nova, Santo

Sé, Remanso e Pilão Arcado – tiveram que ser submersas pelas águas.

A hidrelétrica, além de importante função de regularização plurianual do São

Francisco, tem instalada 6 unidades de geração elétrica que tem um total de 1050 MW,

potência esta que acrescenta cerca de 4 bilhões de KW anuais de energia firme para o

Nordeste.

2.2.3 Itaparica (Luiz Gonzaga)

Inaugurada em 1988 pela CHESF, Itaparica localiza-se em Pernambuco, mais

especificamente a cerca de 10 km a jusante da cidade de Petrolina-PE e constitui-se de

barragem de seção mista (terra/enrocamento), associada às estruturas de concreto da casa de

máquinas e do vertedouro, com uma extensão total da crista de 4.700 m.

O reservatório acumula quase 11 bilhões de m³. A formação do lago inundou áreas da

Bahia e Pernambuco, como as cidades de Rodelas (BA), Petrolância e Itacuruba (PE), antes

26

habitadas por 10 mil e 500 famílias que foram reassentadas em 3 cidades e um povoado, em

projetos de irrigação que hoje contam com mais de 15.000 hectares em operação.

A hidrelétrica, apesar de prever na etapa final de seu projeto final a instalação de 10

unidades geradoras com potência de 250 MW cada uma, possui atualmente somente 6

unidades, somando um total de 1500 MW instalados. A usina de Itaparica estará interligada,

através de linhas de 500 KV, com a usina de Sobradinho e com o complexo hidrelétrico de

Paulo Afonso, por onde escoará a sua energia para o sistema de transmissão existente.

2.2.4 Moxotó (Apolônio Sales)

Inaugurada em 1977 pela CHESF, a usina hidrelétrica de Moxotó localiza-se entre os

aproveitamentos de Paulo Afonso e Itaparica, e constitui-se de barragem de terra e

enrrocamento, formando um reservatório de regularização pluri-semanal do rio, com o

volume de 1,2 bilhões de metros cúbicos, e de uma casa de máquinas com 4 unidades

geradoras de 100 MW, perfazendo o total de 400 MW.

Integrante do complexo hidrelétrico de Paulo Afonso, Moxotó localiza-se cerca de 3

km a montante da primeira barragem, de modo que a água que aciona suas turbinas, através

de queda líquida de 21 metros, aciona também as unidades geradoras das usinas de Paulo

Afonso I, II e III, num segundo desnível em cascata. Além disso, através de um canal

escavado a partir de sua margem direita, o reservatório de Moxotó fornece água para acionar a

Usina de Paulo Afonso IV.

Deve-se mencionar o importante papel estratégico do reservatório de Moxoto pois,

através de sua água acumulada, permite a operação racional das usinas de Paulo Afonso I, II,

III e IV, não restringindo geração de energia por parte das mesmas nem em época de

estiagem.

27

2.2.5 Paulo Afonso I, II, III e IV:

A história das usinas de Paulo Afonso confunde-se com a história de sua criadora, a

CHESF, já que a criação da empresa, em 1948, teve como finalidade imediata a construção da

primeira usina de Paulo Afonso.

Paulo Afonso I foi implementada para aproveitar eletricamente o potencial hidráulico

de um desnível natural de 80 metros do rio São Francisco - a cachoeira de Paulo Afonso.

Portanto, em 1948 foram iniciadas as obras do acompanhamento e implementados os

estudos técnicos e o projeto para construção de Paulo Afonso I. As obras foram parcialmente

concluídas seis anos depois, em setembro de 1954, quando fez-se o fechamento do rio.

As duas primeiras unidades geradoras de Paulo Afonso I entraram em operação ainda

no final de 1954, passando a produzir energia para o abastecimento das duas principais

cidades da região - Recife e Salvador. No mês de outubro do mesmo ano, a obra foi

finalmente concluída, com a entrada em funcionamento de sua terceira unidade.

Prevendo-se a grande expansão que viria a ocorrer no mercado de energia elétrica

regional, provocada principalmente pela própria oferta criada pela usina de Paulo Afonso I, a

barragem de Paulo Afonso fora projetada de modo a permitir a ampliação do aproveitamento

em condições econômicas extremamente favoráveis, através da construção de mais duas

tomadas de água e respectivas casas de máquinas, que mais tarde viriam a ser chamadas de

Paulo Afonso II e III .

A usina de Paulo Afonso II foi executada dentro da mesma concepção da anterior,

porém com maior dimensão, com seis unidades geradoras, totalizando 445 MW. As obras

dessa segunda usina começaram em 1955, e as suas duas primeiras máquinas entraram em

funcionamento no final de 1961. As demais foram sendo instaladas até o ano de 1967, quando

entrou em serviço a sexta e última unidade geradora.

28

Já a terceira usina, Paulo Afonso III, teve o seu projeto aprimorado, avançando-se a

tomada d'água em relação às duas outras, obtendo-se, com isso um melhor rendimento de

altura e queda. A usina tem potência total instalada de 800 MW e foi iniciada em 1967 e

concluída em 1974.

As 4 usinas de Paulo Afonso totalizam 3885 MW instalados, e permite o

aproveitamento da água oriunda da barragem de Moxotó.

2.2.6 Usina de Xingó

A Usina Hidrelétrica Xingó é bastante recente, pois tem como data de início de

operação o ano de 1994. Constitui-se de uma das hidrelétricas mais modernas do Brasil e a

maior em potência instalada de toda a bacia do São Francisco, já que suas unidades geradoras

totalizam 3000 MW instalados.

Localizada na divisa dos Estados de Alagoas e Sergipe, a 210 quilômetros da foz,

Xingó é a última usina do rio São Francisco. Ela é totalmente automatizada. Através do centro

de controle informatizado, são operadas as unidades geradoras da usina e a subestação

elevadora de 500 kV.

2.3. Conclusão da caracterização da bacia

Aproximadamente 75% das vazões no rio São Francisco são provenientes do seu terço

superior (Minas Gerais). Por essa razão, a derivação de água em quantidade significativa em

qualquer trecho a montante de Xingó trará impactos relevantes na geração de energia.

Sendo o “Velho Chico” o rio mais representativo na geração de energia da região

Nordeste do Brasil, e considerando que já houve crise energética no país (em 2001), nada

mais lógico do que estudar as conseqüências do projeto de transposição do rio São Francisco

nas usinas dessa importante bacia.

29

CAPÍTULO 3

O PROJETO DE TRANSPOSIÇÃO DO RIO SÃO FRANCISCO PARA O NORDESTE

SETENTRIONAL

3.1 Detalhes do projeto de transposição do rio São Francisco

Este capítulo visa resumir brevemente o atual projeto de integração do rio São

Francisco com as bacias hidrográficas do Nordeste Setentrional elaborado pelo Ministério da

Integração Nacional.

O projeto tem como principal objetivo aumentar a garantia de atendimento hídrico de

45% da população do Nordeste setentrional, o que corresponde a ajudar cerca de 12 milhões

de pessoas que atualmente sofrem por viver nesta região hidricamente castigada (Izique,

2005).

A situação hídrica da região a ser beneficiada com o projeto é caótica. Segundo a

ONU, a mínima disponibilidade hídrica per capita para mantimento de vida sustentável é de

1500 m3/hab.ano e a disponibilidade no Nordeste setentrional é de apenas 450 m3/hab.ano, ou

seja, inferior a 1/3 deste mínimo (Silva, 2005).

Por possuir cerca de 70% do total de água doce do Nordeste em sua bacia, concentrado

principalmente no leito de um rio perene, e pelo fato de se localizar relativamente próximo a

região hidricamente problemática, o São Francisco foi escolhido pelo Ministério da

Integração Nacional para ser o doador hídrico do projeto de transposição (Gomes, 2005).

A transposição consiste, portanto, na integração da bacia do maior rio perene da região

Nordeste às bacias dos rios intermitentes de Pernambuco, da Paraíba, do Rio Grande do Norte

e do Ceará (Silva, 2005).

30

O projeto prevê o desvio médio de 2% da vazão disponível no rio São Francisco nos

pontos de captação (cerca de 2 bilhões de m3). Esta vazão desviada beneficiará as seguintes

bacias:

• do rio Jaguaribe, no Ceará;

• do rio Piranhas-Açu, na Paraíba e Rio Grande do Norte;

• do rio Apodi, no Rio Grande do Norte;

• do rio Paraíba, na Paraíba;

• dos rios Moxotó, Terra Nova e Brígida, em Pernambuco, na bacia do rio São

Francisco.

O Ministério da Integração Nacional almeja, com tal transposição, o desenvolvimento

social e econômico das regiões beneficiadas. Este desenvolvimento fará com que grande parte

dos nordestinos não precisem mais sair de onde moram a procura de melhores condições de

vida. Espera-se, também, que grande parte daqueles que já foram para os pólos urbanos e

atualmente vivem em condições miseráveis, retornem as suas origens, amenizando assim o

problema social urbano (favelização, criminalidade, etc.).

Para isso, o projeto implica fornecer água de forma complementar para açudes

existentes nesta região, reduzindo assim as diferenças regionais causadas pela oferta desigual

da água entre bacias e populações.

O projeto consiste em dois sistemas independentes, denominados eixo Norte e eixo

Leste, que capta água do rio São Francisco entre as barragens de Sobradinho e Itaparica, no

estado de Pernambuco. O eixo Norte tem seu ponto de captação na cidade de Cabrobó e o

eixo Leste capta água no próprio reservatório de Itaparica (ANEXO 7).

Esses dois eixos são compostos, basicamente por canais, estações de bombeamento de

água, pequenos reservatórios (ANEXO 8) e duas pequenas centrais hidrelétricas no eixo

31

Norte. Os eixos objetivam garantir abastecimento de municípios do Semi-Árido, do Agreste

Pernambucano e da cidade de Fortaleza.

Os eixos levarão a água para os grandes açudes importantes da região: Castanhão

(CE), Armando Ribeiro Gonçalves (RN), Entremontes (PE), Pau dos Ferros (RN), Santa Cruz

(RN), Chapéu (PE), Poço da Cruz (PE) e Boqueirão (PB).

A captação de água pelo projeto de integração se dará de forma intermitente, ou seja,

de acordo com as necessidades hídricas das bacias receptoras, capta-se mais ou menos água

através dos eixos.

No entanto, de acordo com a ANA, a vazão firme disponível para bombeamento, nos

dois eixos, a qualquer tempo, foi estipulada em 26,4 m³/s – vazão correspondente à demanda

projetada para o ano de 2025, para consumo humano e dessedentação animal na região

receptora do projeto. O ANEXO 9 contém os trechos mais relevantes da outorga concedida

pela ANA para o projeto de transposição (DOU, 2005).

Excepcionalmente, será permitida a captação máxima diária de 114,3 m3/s e

instantânea de 127 m3/s. No entanto, para que o projeto possa captar vazões tão elevadas, será

necessário que o nível d’água do reservatório de Sobradinho esteja acima do menor valor

entre o nível correspondente ao armazenamento de 94% do volume útil e o nível

correspondente ao volume de espera para controle de cheias (DOU, 2005). Já contando com

tais restrições de derivação, o Ministério da Integração Nacional previu que o projeto terá

vazão média de 63,5 m3/s (MI, 2004).

A vazão firme do projeto, outorgada pela ANA, é garantida por lei. Segundo a lei 9433

de 1997, a prioridade de alocação hídrica é justamente o consumo humano e a dessedentação

animal, antes de qualquer outro uso múltiplo da água. Portanto, deve-se atender este tipo de

consumo antes de qualquer outro, inclusive a geração elétrica.

32

Os dois canais condutores de água percorrerão um total de cerca de 720 km, e sua

seção transversal é retangular com 25 metros de largura e 5 metros de profundidade. Eles

serão revestidos de concreto e, durante o seu percurso, haverá bombas, túneis, aquedutos e

pequenos reservatórios; elementos necessários para transportar a água do São Francisco até os

açudes receptores (Gomes, 2005).

Os canais condutores lançarão água às calhas de alguns rios intermitentes da região

para, assim, a água ser conduzida a seus destinos finais. Os canais se ligarão ao rio Salgado,

no qual a água percorrerá 60 km; ao rio Jaguaribe, 80 km; ao rio Apodi, 90 km; ao rio

Piranhas-Açu, 130 km; ao rio Paraíba, 150 km. A água percorrerá, portanto, 510 km em rios.

O eixo Norte transportará um volume médio de 45,2 m³ de água por segundo pelo

sistema. Ele levará água para os rios Brígida (PE), Salgado (CE), do Peixe e Piranhas-Açu

(PB e RN) e Apodi (RN), garantindo o fornecimento de água para os açudes Chapéu (PE),

Entremontes (PE), Castanhão (CE), Engenheiros Ávidos (PB), Pau dos Ferros (RN), Santa

Cruz (RN) e Armando Ribeiro Gonçalves (RN). Pela sua extensão, foi dividido em cinco

trechos, denominados: Trechos I, II, III, IV e VI (MI, 2004).

O eixo Norte é composto por, aproximadamente, 402 km de canais artificiais, 4

estações de bombeamento, 22 aquedutos, 6 túneis e 26 reservatórios de pequeno porte. Nesse

eixo, ainda estão previstas duas pequenas centrais hidrelétricas junto aos reservatórios de Jati

e Atalho, no Ceará, com, respectivamente, 40 MW e 12 MW de capacidade (Gomes, 2005).

O eixo Leste tem cerca de 220 km, e se estende até o rio Paraíba, na Paraíba, tendo

vazão média de 18,3 m³/s. Esse Eixo levará água para o açude Poço da Cruz (PE) e para o rio

Paraíba, que é responsável pela manutenção dos níveis do açude Epitácio Pessoa (PE),

também chamado de Boqueirão. Esse Eixo é chamado também de Trecho V. Compõe-se de 5

estações de bombeamento, 5 aquedutos, 2 túneis e 9 reservatórios de pequeno porte.

33

As diferenças de cota entre os locais de captação de água no rio São Francisco e os

pontos receptores, que chegam a 165 m no eixo Norte e a 304 m no eixo Leste, serão vencidas

através da utilização de estações de bombeamento.

Deve-se frisar que cada um dos eixos serão operados de maneira independente, de

acordo com a necessidade hídrica de cada uma das regiões favorecidas por cada um dos eixos.

A obra será, portanto, composta por dois eixos, que terão um total de nove estações de

bombeamento para superar os desníveis de altitude, 27 aquedutos, 8 túneis e 35 reservatórios

de pequeno porte e 2 pequenas centrais hidrelétricas.

O projeto de transposição do rio São Francisco para bacias hidrográficas do Nordeste

setentrional está estimado em US$ 1,5 bilhão. O eixo Norte está estimado em US$ 1,03

bilhão, e o eixo Leste, em US$ 472 milhões.

Após a conclusão do projeto de transposição do São Francisco, espera-se que cesse o

maior pulso migratório do país, que corresponde justamente à região do Nordeste

Setentrional, cujo motivo principal é, sem sombra de dúvida, a baixíssima disponibilidade per

capita de água desta região.

34

CAPÍTULO 4

O SISTEMA DE SUPORTE A DECISÃO (SSD ACQUANET)

4.1. Introdução

O SSD AcquaNet é um modelo matemático, baseado na teoria de fluxos em rede, que

visa dar suporte a tomada de decisões no gerenciamento de recursos hídricos.

Esse modelo matemático foi aperfeiçoado no Laboratório de Sistemas de Suporte a

Decisões da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (LabSid / USP) através de

algumas mudanças feitas do modelo que o originou – o ModSim - que foi desenvolvido no

Colorado State University, nos Estados Unidos, na década de 1980 (LABADIE, 1995). Houve

melhoramentos em sua interface gráfica, que era pouco amigável, e em seu sistema de

gerenciamento de dados, que passou a ser feita através da criação e utilização de banco de

dados no formato Access.

O SSD AcquaNet foi desenvolvido, portanto, para ser um sistema amigável, de fácil

comunicação usuário - computador, formulação do problema e interpretação dos resultados

por ele obtidos.

Os próximos itens abordarão detalhes do funcionamento do SSD AcquaNet, desde sua

programação até sua interface gráfica.

4.2. A programação do modelo matemático

O SSD AcquaNet é um modelo matemático baseado na teoria de fluxos em rede. Uma

rede de fluxo é a representação do sistema complexo da bacia através de uma sucessão de

arcos (elos) e nós.

35

Os arcos representam os elementos mais dinâmicos da bacia onde ocorrem os fluxos

propriamente ditos (rios, canais, dutos, etc.) e correspondem às ligações entre os nós.

Os nós representam os elementos mais estáticos da bacia, ou seja, pontos de entrada e

saída dos fluxos (reservatórios, demandas, confluências, entre outros).

Os fluxos de cada um dos arcos da rede correspondem à quantidade transportada de

um determinado produto por unidade de tempo.

A Figura 8 ilustra os elementos constituintes de uma rede de fluxo.

Figura 8 – Representação de uma rede de fluxo com nós e arcos

Através da rede de fluxo montada no próprio modelo matemático ocorre a otimização

da rede, ou seja, procura-se através da disponibilidade hídrica e outros dados de entrada do

modelo, alocar a água de maneira ótima.

O algoritmo utilizado para tal otimização das redes de fluxo elaboradas no SSD

AcquaNet prevê que a rede de fluxo desenhada pelo usuário seja pura.

Para ser considerada rede de fluxo pura, esta deve apresentar certas características, tais

como: possuir limites máximo e mínimo de fluxo em cada um de seus arcos (rede capacitada);

não pode haver perdas no nó, ou seja, o fluxo total afluente a um nó é exatamente igual à

soma dos fluxos efluentes a este (rede conservativa) e cada arco deve ter associado a si um

custo unitário de transporte.

Desta forma, a rede de fluxo desenhada no modelo matemático é assim caracterizada:

• rede capacitada

j,ij,ij,i SXI ≤≤

36

• rede conservativa

∑∑ = k,jj,i XX

• custo do fluxo no arco (i,j)

j,ij,i XC ⋅

• custo total da rede

∑ ⋅ j,ij,i XC

Os parâmetros de rede capacitada – Ii,j e Si,j – são fornecidos como dado de entrada de

cada uma das conexões da rede. O Ii,j corresponde a capacidade mínima (m3/s) e o Si,j

corresponde a capacidade máxima mensal (m3/s).

Os parâmetros de rede conservativa – Xi,j e Xj,k – respectivamente vazões afluentes e

efluentes, são fornecidos como dado de entrada através da vazão natural da série histórica de

cada um dos nós da rede.

O parâmetro do custo do fluxo pelo arco – Ci,j – é fornecido como dado de entrada

através da estipulação de prioridades para alocação da água em cada nó de demanda

(prioridade para atender uma determinada demanda) e para alocação da água em cada nó

reservatório (prioridade para atender determinado volume meta).

Os dados de entrada “prioridade de demanda” e “prioridade de volume meta” são

valores estipulados pelo usuário e que dependem das características do estudo realizado

(política que se pretende adotar), podendo variar de 1 (alocação prioritária) à 99 (alocação

menos preferencial). Nota-se que a ligação que sai de determinado nó i para outro nó j que

possui alto valor de prioridade (ex: prioridade = 1), deve obrigatoriamente possuir o menor

custo unitário de fluxo pelo arco - Ci,j.

37

Para programar esta alocação hídrica baseada em prioridades, adotou-se a precificação

unitária dos volumes alocados nos nós. O custo é baseado na seguinte equação:

C=10P – 1000

onde:

C - custo da alocação (C=-990 para P=1; C=-10 para P=99)

P - prioridade (varia de 1 a 99)

No caso de déficit hídrico nos reservatórios da bacia, as altas demandas vinculadas a

menores prioridades não têm o seu fornecimento hídrico 100% atendidos.

Exemplo dessa situação seria no caso em que a prioridade de atingimento do volume

meta de um reservatório seja 40, de outra demanda hídrica 50 e haja um arco ligando esses 2

elementos. A demanda só será atendida por este reservatório, total ou parcialmente, se seu

volume meta já tenha sido alcançado, pois, nesta situação, é mais importante para a bacia

hidrográfica que o reservatório poupe água para atingir seu volume meta do que ceder para

atender a esta demanda.

O cálculo feito pelo modelo segue a seguinte lógica: Ele calcula os custos de cada

alternativa, ou seja, para prioridades 40 (reservatório) e 50 (demanda), os custos serão

“Custos reservatório” = -600 e “Custo demanda” = -500. Para minimizar o custo total da

rede, o modelo aloca água no reservatório até atingir seu volume meta. Uma vez atingido esse

volume meta, água estará sendo cedida para o atendimento da demanda. Se houver depleção

do reservatório, a água será novamente alocada no reservatório para que seja atingido o seu

volume meta novamente.

O AcquaNet, portanto, resolve a rede escrevendo como função objetivo minimizar o

custo do transporte do fluxo pelos arcos, sujeitos à manutenção das condições de rede

capacitada e conservativa (que são as restrições), ou seja:

38

Função objetivo

∑ ijij XCMin

sujeita às seguintes restrições

ijijij UXL ≤≤

∑∑ = jkij XX

A formulação acima é facilmente resolvida através de técnicas de programação linear.

No caso do SSD AcquaNet, o algoritmo empregado para sua resolução denomina-se Out-of-

Kilter.

O Out-of-Kilter é um algoritmo de programação linear primal-dual que foi

desenvolvido na década de 1970 especialmente para a solução eficiente de problemas de

minimização de custos em redes de fluxo. Sua forma geral de otimização da rede é a seguinte:

Minimizar:

∑∑= =

⋅m

1i

m

1jijij xc

sujeita a:

mixxm

jji

m

jij ...,,1,0

11==− ∑∑

==

m...,,1j,i,Lx ijij =≥

m...,,1j,i,Ux ijij =≤

onde:

cij - custo do transporte de uma unidade de fluxo através do arco ij

39

xij - quantidade de fluxo que passa pelo arco ij

Lij - capacidade mínima do arco ij

Uij - capacidade máxima do arco ij

O desenvolvimento do algorítmo Out-of-Kilter pode ser obtida nas referências

bibliográficas desta dissertação (PORTO, 2005 & CLAUSEN, 1968).

4.3 Passos para resolução de problemas utilizando o SSD AcquaNet

4.3.1 O desenho da rede de fluxo

O primeiro passo para resolver o problema através do AcquaNet consiste na

elaboração da rede de fluxo, ou seja, o desenho da topologia da bacia em estudo no modelo

matemático. Esse desenho pode ser feito de maneira bastante simples, utilizando apenas o

mouse e uma série de ícones que representam os elementos de uma bacia hidrográfica, que

são: reservatórios, canais, nós de passagem, demandas hídricas, etc.

A Figura 9 ilustra a tela principal do módulo base do SSD AcquaNet, e a Figura 10, os

botões de construção e edição do traçado da rede, a ser feita na tela principal do módulo base

e estão localizados em seu canto superior esquerdo (vide novamente Figura 9). Os botões são

utilizados, observando-os da esquerda para a direita, para criar nó de passagem, criar

reservatório, criar demanda, criar arco, apagar elementos, mover elementos e

marcar/desmarcar elementos.

40

Figura 9 –Tela principal do módulo base

Fonte: Porto, 2002

Figura 10 – Botões para construção/edição do traçado principal do módulo base

Fonte: Porto, 2002

Utilizando os botões da Figura 10, é possível montar redes com um grande número de

reservatórios, demandas, nós de passagem e arcos, representando o problema em estudo.

4.3.2 Configurando as Definições Gerais

As definições gerais são informações que servirão de base para a entrada de dados, o

cálculo e os resultados a serem gerados pelo modelo.

Ao clicar no botão de sigla DG - Figura 11, localizado também na tela principal do

módulo base (vide Figura 9), surgirá a tela de definições gerais.

41

Figura 11 – Botão de definições gerais

Fonte: Porto, 2002

Nesta tela, deve-se fornecer as seguintes informações ao modelo matemático:

tolerância dos volumes, tolerância das demandas, o tipo de Simulação (Simulação Contínua –

para efetuação de cálculos seqüenciais no tempo - ou Planejamento Tático - para análises

estatísticas de longo prazo), e a Opção de Cálculo (Estados Hidrológicos ou Calibração).

Na Figura 12 é mostrada a tela de definições gerais quando as opções escolhidas são

Simulação Contínua e Calibração.

Figura 12 –Tela de definições gerais

Fonte: Porto et al, 2005

A presente dissertação rodará o modelo matemático utilizando como tipo de simulação

e opção de cálculo, respectivamente, Simulação Contínua e Calibração.

42

4.3.3 Escolha do módulo secundário no SSD AcquaNet

O AcquaNet constitui-se de um módulo base e de 5 módulos secundários. Os módulos

secundários são escolhidos em função do objetivo do estudo, e podem ser: (1) módulo de

alocação de água, (2) de avaliação da qualidade da água, (3) de alocação de água para

irrigação, (4) de produção de energia elétrica, e (5) de valores econômicos de decisões de

alocação.

O módulo base é responsável pelo traçado, leitura, salvação dos projetos, comunicação

entre os diferentes módulos secundários e definição do módulo secundário ativo.

Os módulos secundários utilizam um algoritmo de fluxos em rede para a solução dos

problemas e funcionam de forma independente. O sistema dispõe de um banco de dados que

armazena os dados de entrada dos modelos, assim como os resultados gerados por eles. Esse

banco é parte fundamental em todo o processo de comunicação entre o módulo base e os

outros módulos.

O ANEXO 10 apresenta um esquema da arquitetura do AcquaNet e contém um

resumo das funcionalidades de seus módulos de análise.

Apesar de o SSD AcquaNet possuir 5 módulos secundários, somente será aqui

detalhado o módulo produção de energia, já que todas as operações de resolução do problema,

objeto da dissertação, são realizadas utilizando somente esse módulo secundário.

4.3.3.1 O módulo produção de energia

O principal objetivo deste módulo secundário é simular a produção de energia firme

desejada proveniente das descargas dos reservatórios, considerando a análise dos múltiplos

usos da água.

O esquema e o funcionamento de uma usina hidrelétrica está ilustrado na Figura 13.

43

Figura 13 – Esquema de funcionamento de uma usina hidrelétrica

Fonte: Roberto, 2002

O cálculo dos resultados nesse módulo é feito considerando a demanda de energia

(vazão turbinada) com uma dada prioridade. A partir do valor de potência a ser gerada em

dado mês, é calculada a vazão média a ser turbinada.

O cálculo, neste módulo secundário, é realizado através da equação de potência e

restrições operacionais da usina expostos abaixo. Deve-se notar que R’ é a vazão turbinada e

R’’é a vazão do vertedouro da barragem. A descarga total é então (R’+R”). Outra observação

importante é que a carga hidráulica média em um mês é H = (Hi – Hf)/2

( ) ( )

( ) RHHH

MWP

RHHMWP

Tfi

T

′×

−

−×××=

′×−×××=

21081.9

1081.9

3

3

η

η

Restrições operacionais da usina

Limites da vazão turbinada:

IDRRR ×′≤′≤′ maxmin

44

Potência máxima:

IDPP inst ×≤

onde:

R’min e R’max – Turbinagem mínima e máxima das máquinas (m3/s)

Pinst – Potência instalada da usina (MW)

ID – Índice de disponibilidade (potência média disponível no mês descontadas as

horas paradas para manutenção)

Portanto, os dados de entrada necessários para rodar o programa no módulo “energia”

são:

Tabela cota x volume do reservatório

Tabela cota x vazão do canal de fuga a jusante do reservatório

Tabela queda x vazão máxima turbinada (m3/s)

Engolimento mínimo (m3/s)

Índice de disponibilidade das máquinas

Potência instalada (MW)

Potência a ser gerada (MW) e prioridade para a geração

4.3.4 Os dados de entrada requeridos pelo modelo matemático

Para inserir os dados de entrada em qualquer elemento da rede, basta clicar com o

botão dois do mouse sobre ele. Irá surgir uma tela com todos os dados necessários ao

elemento escolhido. Uma parte da tela de dados de um reservatório é mostrada na Figura 14.

45

Figura 14 –Tela para entrada/edição de dados de um reservatório

Fonte: Porto, 2002

Os dados necessários para rodar o modelo matemático no módulo energia são os

mesmos necessários no módulo alocação, com acréscimo de alguns dados caso o reservatório

seja definido como usina hidroelétrica.

A representação das usinas na rede AcquaNet está ilustrado na Figura 15 e seu quadro

de definição na Figura 16.

Figura 15 – Representação das usinas hidroelétricas

Fonte: Porto, 2002

46

Figura 16 – Quadro para definir se o reservatório é ou não uma usina hidroelétrica

Fonte: Porto, 2002

Caso o reservatório seja definido como usina hidrelétrica, a tela para entrada/edição de

dados de um reservatório aumentará consideravelmente (vide Figura 18 e compare-a com

Figura 14), pois além de todos os dados referentes ao módulo alocação, deve-se prover

informações sobre: prioridade da geração e potência mensal desejada (como demonstrado na

Figura 17), e dados de geração (potência total instalada, número de turbinas, rendimento do

conjunto turbina-gerador, índice de disponibilidade, engolimento mínimo para a turbina,

curva de engolimento máximo da turbina em tabela queda por engolimento máximo, e

finalmente, curva-chave de jusante).

Figura 17 – Valores da prioridade da geração e da potência mensal desejada


47

Figura 18 – Tela de dados de um reservatório no módulo de energia


4.3.5 A efetuação do Cálculo e obtenção dos resultados

Para o módulo de alocação efetuar os cálculos basta clicar no menu "Calcular" ou no

botão respectivo (vide Figura 19). Ao fazer isto, o módulo de alocação iniciará os cálculos,

apresentando uma tela que indica o andamento do processo. Ao final dos cálculos, o módulo

de alocação está pronto para apresentar os resultados.

Figura 19 – Botão para acionar o cálculo


Para acessar os resultados, que vêm em forma de planilhas ou gráficos, basta clicar no

menu "Resultados" ou no botão respectivo (Figura 20).

48

Figura 20 – Botão de resultados


4.3.5.1 Resultados da Simulação Contínua

Os resultados da Simulação Contínua são escolhidos através da tela mostrada na

Figura 21, na qual o usuário define os elementos e os resultados que deseja visualizar. Isto

torna o processo mais eficiente, já que somente os resultados escolhidos pelo usuário serão

lidos do banco de dados.

Neste módulo, todos os resultados podem ser mostrados individualmente ou como

sistema (todos os elementos de um mesmo tipo são mostrados como se fossem um único).

Para isto basta ativar/desativar a opção "Resultados do Sistema" existente no canto inferior

direito da tela mostrada na Figura 21.

Finalmente, o resumo dos resultados, além de ser apresentado em planilha, também

pode ser apresentado em formato gráfico, conforme mostrado na Figura 22.

Como a presente tese não visa focar-se na explicação detalhada de todos os recursos

do modelo matemático, caso haja interesse de conhecer melhor os tipos de simulação e as

opções de cálculo, pode-se consultar tanto o Manual do Usuário como o livro “Métodos

Numéricos em Recursos Hídricos 6” (PORTO, 2005).

49

Figura 21 – Tela para escolha dos resultados na Simulação Contínua

Fonte: Porto, 2002

Figura 22 – Resumo dos resultados em formato gráfico

Fonte: Porto, 2002

50

CAPÍTULO 5

O ESTUDO DOS IMPACTOS NA GERAÇÃO HIDRELÉTRICA DEVIDO À

TRANSPOSIÇÃO DAS ÁGUAS DO RIO SÃO FRANCISCO

5.1 Introdução

Este capítulo visa, através de dados da bacia hidrográfica e das usinas hidrelétricas

nela situadas (descritos no capítulo 2), do entendimento do recente projeto de transposição

proposto pelo Ministério da Integração Nacional (descrito no capítulo 3), e da compreensão

do modelo matemático que será utilizado (capítulo 4), determinar os impactos energéticos nas

usinas hidrelétricas localizadas na calha do rio São Francisco que virão a ocorrer nos

primeiros 5 anos de operação do projeto de transposição de águas deste rio, considerando seu

início de operação janeiro de 2006.

Para estudar esses impactos energéticos, foram criados 10 casos que simulam 10

situações de transposição do São Francisco e um caso, denominado referência, em que não se

considera qualquer transposição hídrica. O caso referência foi utilizado como base

comparativa para os demais casos. Os 11 casos de transposição variam entre si de acordo com

a quantidade hídrica demandada para a transposição. Os casos foram assim estipulados:

• Caso Referência – Demanda de transposição nula, ou seja, não há qualquer impacto na

geração de energia devido à transposição;

51

• Caso 1 - Demanda de transposição equivalente a 10% da vazão diária máxima autorizada

na outorga da transposição. É o caso mais brando a ser analisado no estudo, ou seja, é o

que haverá menor impacto na geração de energia devido à transposição;


na outorga da transposição;













52



• Caso 10 - Demanda de transposição equivalente a vazão diária máxima autorizada na

outorga da transposição. É o caso em que maiores impactos na geração hidrelétrica são

sentidos devido a transposição do rio São Francisco.

Para a montagem dos casos de transposição, utilizou-se como parâmetro o valor da

vazão máxima diária para a transposição permitida pela outorga da Agência Nacional de

Águas, que foi estipulada em 114,3 m3/s (DOU, 2005). A percentagem deste valor (função do

caso de transposição) foi dividida pelos eixos Norte e Leste considerando o seguinte critério:

Qmáx,transposição = Qmáx,eixo norte + Qmáx,eixo leste = 114,3 m3/s

Segundo o Relatório dos Impactos sobre o Meio Ambiente do projeto (RIMA), a

vazão média de cada um dos eixos do projeto de transposição é:

Qméd,eixo norte = 42,4 m3/s e Qméd,eixo leste = 21,1 m3/s

Qméd,transposição = Qméd,eixo norte + Qméd,eixo leste = 42,4 + 21,1 = 63,5 m3/s

Portanto, por analogia, para obter Qmáx,eixo norte e Qmáx,eixo leste fez-se regra de três simples:

Qmáx,transposição = 114,3 m3/s ------------ X%

Qméd,transposição = 63,5 m3/s ------------- 100%

X = 180 %

53

Portanto:

Qmáx,eixo norte = X . Qméd,eixo norte = 1,8 . 42,4 = 76,32 m3/s

Qmáx,eixo leste = X . Qméd,eixo leste = 1,8 . 21,1 = 37,98 m3/s

Estes valores de Qmáx,eixo norte = 76,32 m3/s e Qmáx,eixo leste = 37,98 m3/s serão

utilizados como dados de entrada para a demanda de transposição no caso 10 do modelo

matemático.

Para os demais casos, basta realizar as respectivas percentagens destes valores.

Portanto:

• Caso 1 – Demanda de transposição é equivalente a 10% da vazão diária máxima, ou seja,

demandas dos Eixos Norte e Leste, respectivamente, 7,362 m3/s e 3,798 m3/s;









54









• Caso 10 – Demanda de transposição é equivalente à vazão diária máxima, ou seja,

demandas dos Eixos Norte e Leste, respectivamente, 76,32 m3/s e 37,98 m3/s.

Deve-se observar que para que utilizássemos estes valores no modelo matemático e

estivéssemos obedecendo as normas de outorga estabelecidas pela ANA, seria necessário que

o reservatório de Sobradinho estivesse, em todos os meses da simulação, com nível d’água

mínimo correspondente ao armazenamento de 94% de seu volume útil. Essa restrição foi

colocada no modelo para não permitir que haja qualquer transposição não autorizada na

outorga concedida pela ANA.

O capítulo divide-se em 3 itens. O primeiro consistirá na exposição dos dados de

entrada do modelo, o segundo, a seqüência de procedimentos realizados para rodar o modelo

e obter os resultados desejados, e finalmente, o terceiro, mostrará os resultados obtidos pelo

SSD AcquaNet.

55

5.2 Dados de entrada do modelo matemático

Os dados de entrada requeridos para rodar o modelo no módulo geração de energia

dividem-se basicamente em quatro tipos: dados de reservatórios, dados de demandas, dados

de usinas hidrelétricas e dados de prioridades de atendimento.

5.2.1 Dados de reservatórios requeridos pelo modelo

Volume Máximo, Volume Mínimo e Volume Inicial

Estes dados correspondem aos limites de armazenamento inferior e superior dos

reservatórios das Usinas Hidrelétricas (UHEs), volume mínimo e máximo respectivamente. O

volume inicial corresponde ao volume armazenado em cada um dos reservatórios em

31/12/2005 (ONS).

Tabela 7 – Volume Máximo, Volume Mínimo e Volume Inicial

UHEs / Volumes

TRÊS MARIAS SOBRADINHO ITAPARICA PAM Xingó

Vmáx (Mm3) 19528 34116 10782 1373 3800 Vmín (Mm3) 4250 5447 7234 1373 3800

Vinicial (Mm3) 15632 24710 8955 1373 3800

Como as UHEs PAM e Xingó operam a fio d’água e não têm função de contenção de

cheias, considerou-se como Volume inicial, respectivamente 1373 e 3800 Mm3.

56

Tabela Cota vs. Área vs. Volume

As tabelas Cota vs Área vs. Volume são obtidas através do uso dos polinômios

característicos de cada um dos reservatórios simulados.

Tabela 8 – Polinômio Cota vs. Volume.

a0 a1 a2 a3 a4 3 Marias 5,30E+02 6,08E-03 -4,84E-07 2,20E-11 -3,85E-16

Sobradinho 3,74E+02 1,40E-03 -5,35E-08 1,16E-12 -9,55E-18

Itaparica 2,76E+02 6,76E-03 -8,87E-07 7,07E-11 -2,24E-15

PAM 2,52E+02 Xingó 1,38E+02

Fonte: SIPOT,2001

Tabela 9 – Polinômio Área vs. Cota

a0 a1 a2 a3 a4 3 Marias 1,21E+07 -8,93E+04 2,48E+02 -3,06E-01 1,42E-04

Sobradinho -5,04E+05 4,91E+03 -8,97E+00 -1,89E-02 4,65E-05

Itaparica -2,00E+05 1,82E+03 -4,44E+00 -1,92E-03 1,29E-05

PAM 2,13E+02 Xingó 6,00E+01

Fonte: SIPOT,2001

Estes polinômios característicos dos reservatórios do rio São Francisco associam

características físicas proporcionais através de uma equação polinomial.

O polinômio cota vs. volume, por exemplo, permite que, através de dados de volume

de um determinado reservatório, obtenha-se a cota referente a esse volume.

O modelo matemático requer, como dado de entrada, valores que completem uma

tabela cota-área-volume. Para obtermos a referida tabela, fez-se:

57

(1) Interpolou-se 3 valores entre o volume máximo e mínimo de cada um dos

reservatórios estudados. Fica-se então com 5 valores de volumes para completar a tabela - os

valores máximos e mínimos e os outros 3 valores interpolados.

(2) Calculou-se, através do polinômio cota vs. volume, a cota correspondente a cada

um dos volumes a serem analisados.

Analisando o caso do reservatório de 3 Marias, por exemplo, através de seu polinômio

cota/volume, montou-se a seguinte equação característica:

Z = 5,3. 102 . V0 + 6,08. 10-3.V1 – 4,84. 10-7.V2 + 2,20 10-11.V3 – 3,85. 10-16.V4

Para o caso de V = Vmín = 4250 Mm3, tem-se:

Z = 5,3. 102 + 6,08. 10-3. 4250 – 4,84. 10-7.42502 + 2,20 10-11.42503 – 3,85. 10-16.42504

Z = 548.985 m

Com as cotas referentes a cada um dos volumes, entra-se no polinômio área/cota e

monta-se a seguinte equação característica:

A = 1,21. 107 . Z0 – 8,93. 104.Z1 + 2,48. 102 .Z2 - 3,06 10-1 .Z3 + 1,42. 10-4.Z4

Para o caso de Z = Zmín = 548.985 m, tem-se:

A = 1,21. 107 – 8,93. 104. 548.985 + 2,48. 102. 548.9852 - 3,06 10-1. 548.9853 + 1,42. 10-4. 548.9854

A = 187.122 km2

58

Portanto, seguindo este exemplo para todos os volumes interpolados, obtém-se a

tabela cota vs. Área vs. Volume para 3 Marias.

Obedecendo a mesma seqüência de etapas, obtem-se a tabela para as outras usinas

hidrelétricas do sistema – Sobradinho, Itaparica, PAM e Xingó.

Tabela 10 – Tabela Cota vs. Área vs. Volume para as UHEs localizadas no rio São Francisco

UHE 3 Marias

Cota (m) Área (km2)Volume (Mm3)

548.985 187.122 4.250.000 557.817 373.467 8.069.500 563.554 530.263 11.889.000 568.429 697.018 15.708.500 572.711 877.454 19.528.000

UHE Sobradinho


380.376 1.128.752 5.447.000 385.359 2.007.893 12.614.250 388.352 2.787.032 19.781.500 390.541 3.482.549 26.948.750 392.510 4.201.749 34.116.000

UHE Itaparica


298.963 606.899 7.234.000 300.375 660.537 8.121.000 301.703 714.031 9.008.000 302.923 765.897 9.895.000 303.976 812.882 10.782.000

UHE PAM


251.500 213.000 1.373.000 UHE Xingó


138.000 60.000 3.800.000

Fonte: ONS, 2006

59

Vazões naturais aos reservatórios das hidrelétricas

Vazões naturais a um reservatório é a contribuição longitudinal que a bacia

hidrográfica fornece aos rios que afluirão para um reservatório. É o equivalente a vazão

afluente total àquele reservatório subtraído da vazão efluente do reservatório de montante.

As vazões naturais futuras de cada uma das hidrelétricas do rio São Francisco

referentes aos anos de 2006, 2007, 2008, 2009 e 2010 foram obtidas através da utilização de

dois modelos matemáticos desenvolvidos pelo CEPEL. Estes modelos são constantemente

utilizados pelo Operador Nacional do Sistema - ONS para a otimização da operação do

Sistema Interligado Nacional – SIN.

Ambos os modelos têm como dados de entrada a série histórica de vazões naturais a

cada um dos reservatórios do São Francisco (dados históricos do O.N.S., que vão desde

Janeiro de 1931 até Dezembro 2005). Através de cálculos estatísticos, estes modelos

conseguem expandir a rede para o futuro.

Para o estudo da presente tese, o ano de 2006, de Janeiro a Dezembro, foi obtido pelo

modelo matemático Previvazm, pois este consegue expandir a série histórica por até 1 ano e,

para a previsão dos demais anos (2007 a 2010), utilizou-se o modelo Gevazp, que tem

capacidade de expandir a série histórica por até 5 anos.

Tabela 11 – Vazões naturais aos reservatórios

UHE Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez3Marias 2006 1805 1498 1182 832 453 331 271 233 223 306 587 1088

3M 2007 1688 1519 958,6 329 391 271 260 196 144 244 306 7723M 2008 1411 803 802,6 514 300 212 211 174 164 132 641 16433M 2009 1846 1956 1670 1001 426 269 261 233 224 219 295 8713M 2010 703 698,9 563,5 581 331 206 187 155 179 252 535 707

Sobradinho 2006 5823 5129 5832 3689 2252 1509 1334 1160 1141 1197 1897 3461Sobr 2007 5732 6874 5195 2208 3130 1606 1408 1120 970 1149 1633 2740Sobr 2008 5703 4691 3413 2446 1704 1215 1165 1001 957 841 1527 4083Sobr 2009 5440 5445 6660 4691 1606 1290 1228 1141 1102 1045 1764 3599Sobr 2010 3563 3256 2080 2654 1943 1143 960 791 971 1058 2147 3624

Itaparica 2006 5610 5251 5866 3949 2412 1351 1353 1190 1045 1181 1814 3395Itap 2007 5865 7103 5481 2342 3238 1628 1422 1136 994 1173 1671 2812

60

Itap 2008 5842 4854 3587 2583 1759 1231 1177 1015 981 860 1551 4167Itap 2009 5555 5593 6994 4953 1652 1307 1239 1156 1127 1067 1806 3697Itap 2010 3656 3364 2180 2802 2006 1158 969 802 994 1079 2192 3727PAM 2006 5610 5251 5866 3949 2412 1351 1353 1190 1045 1181 1814 3395PAM 2007 5865 7103 5481 2342 3238 1628 1422 1136 994 1173 1671 2812PAM 2008 5842 4854 3587 2583 1759 1231 1177 1015 981 860 1551 4167PAM 2009 5555 5593 6994 4953 1652 1307 1239 1156 1127 1067 1806 3697PAM 2010 3656 3364 2180 2802 2006 1158 969 802 994 1079 2192 3727

Xingó 2006 5584 5338 5825 4035 2651 1471 1392 1224 1153 1180 1785 3362Xingó 2007 5865 7103 5481 2342 3238 1628 1422 1136 994 1173 1671 2812Xingó 2008 5842 4854 3587 2583 1759 1231 1177 1015 981 860 1551 4167Xingó 2009 5555 5593 6994 4953 1652 1307 1239 1156 1127 1067 1806 3697Xingó 2010 3656 3364 2180 2802 2006 1158 969 802 994 1079 2192 3727

Fonte: ONS, 2006

Taxa de evaporação nos reservatórios das hidrelétricas

É a velocidade pela qual a água armazenada nos reservatórios evapora. Neste estudo

de caso, esses dados são bastante relevantes, porque a região analisada por esta dissertação

apresenta as maiores taxas de evaporação do país.

Tabela 12 – Evaporação líquida (mm/mês)

3 Marias Sobradinho Itaparica PAM Xingó Jan 2 118 140 140 140 Fev 0 106 109 109 109 Mar 22 81 81 81 81 Abr 40 132 105 105 105 Mai 51 153 109 109 109 Jun 55 142 101 101 101 Jul 50 158 123 123 123

Ago 42 181 158 158 158 Set 57 197 180 180 180 Out 48 189 195 195 195 Nov 23 114 158 158 158 Dez 29 98 152 152 152

TOTAL 419 1669 1611 1611 1611 Fonte: ANA/GEF/PNUMA/OEA, 2002

61

Volumes Meta

Corresponde a uma tabela que indica o volume que o tomador de decisão tem como

meta em cada um dos reservatórios nos diversos meses de análise. Os volumes meta

estipulados, neste estudo, foram, para cada um dos reservatórios, de janeiro de 2006 a

dezembro de 2010, em relação a seu respectivo volume máximo:

• Vmeta, 3 Marias = 0,8 (usina para geração e contenção de cheias)

• Vmeta,Sobradinho = 0,94 (Volume mínimo exigido em outorga para haver transposição)

• Vmeta,Itaparica = 0,8 (usina para geração e contenção de cheias)

• Vmeta,PAM = 1,0 (usina que funciona a fio d`água)

• Vmeta,Xingó = 1,0 (usina que funciona a fio d`água)

5.2.2 Dados de demandas requeridos pelo modelo

A série das demandas hídricas futuras de cada um dos reservatórios foi calculado pela

CHESF. Para fazê-la, a empresa utilizou-se de dados reais de demandas hídricas de diversos

setores consumidores de água do período de 1931 a 2004, e expandiu esta rede até 2010.

As planilhas originais fornecidas pela CHESF tinham dados temporais referentes à

demanda rural, urbana, de irrigação, de dessedentação de animais e industrial. Cada uma

dessas demandas possuía dados de retirada e retorno de água ao sistema.

Para obter o consumo total daquela demanda não retornável ao sistema, efetuou-se, em

planilha Excel, a diferença entre retirada e retorno hídricos.

Somaram-se todos os consumos totais dos 5 setores de demanda em cada um dos

reservatórios para, finalmente, obter o total demandado em cada um dos reservatórios da rede.

As tabelas utilizadas como dados de entrada para cada um dos reservatórios, derivadas

das planilhas da CHESF, são as seguintes:

62

Tabela 13 – Demandas consuntivas dos reservatórios

Demanda total de 3 Marias

Ano Jan Fev Mar Mai Jun Jul Ago Set Out Dez

2006 4,94 9,593 6,291 7,443 9,601 9,282 8,26 5,773 4,326 4,201

2007 5,006 6,384 11,25 7,56 9,76

Abr Nov

11,061 9,329

9,753 9,435 8,392 9,483 5,855 4,38 4,253

2008 5,073 6,479 11,443 7,678 9,923 9,591 8,528 5,94 4,435 4,305

2009 5,142 6,576 11,639 7,799 10,089 9,751 8,666 6,026 4,491 4,359

2010 5,213 6,675 11,839 7,923 10,258 9,913 8,807 6,114 4,548 4,413

Demanda total de Sobradinho

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Ago Set Out Nov Dez

49,58 64,29 33,92 75,47 74,55 81,36 88,33 93,63 49,98 20,51 19,65

50,48 65,48 34,51 76,89 75,95 82,89 90 95,41 50,89 20,83 19,95

51,4 66,7 35,11 78,34 77,37 84,46 91,71 97,23 51,82 21,16 20,26

52,34 67,94 35,72 79,81 78,83 86,06 93,46 99,09 52,76 21,49 20,58

53,29 69,21 36,35 81,32 80,32 87,69 95,24 100,98 53,73 21,83 20,9

Ano Jan Fev Mar Abr Jun Jul Ago Set Out Nov

2006 99,53 104,27 49,69

9,915 9,64

10,081 9,8

10,25 9,964

Ano Jul

2006 76,45

2007 77,89

2008 79,36

2009 80,86

2010 82,39

Demanda total de Itaparica

Mai Dez

118,15 118,31 117,09 117,92 139,59 154,64 111,68 83,17 56,06

2007 101,41 106,25 50,57 120,4 120,57 119,33 120,17 142,27 157,62 113,8 84,72 57,07

2008 103,33 108,26 51,48 122,7 122,87 122,47 145,01 160,67 115,97 86,31 58,1

2009 105,29 110,32 52,4 125,05 125,22 123,93 124,81 147,8 163,77 118,19 87,93 59,16

2010 107,29 112,42 53,34 127,45 127,62 126,31 127,2 150,65 166,94 120,45 89,58 60,24

Demanda total de PAM

Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

2006 203,51 212,38 101,06 240,24 240,32 236,57 238,15 282,52 314,04 227,88 171,41 115,29

2007 207,36 216,41 102,86 244,83 244,91 241,08 242,69 287,95 320,1 232,21 174,62 117,38

2008 211,29 220,52 104,7 249,5 249,59 245,68 247,33 293,49 326,28 236,64 177,89 119,51

2009 215,29 224,71 106,58 254,27 254,36 250,38 252,06 299,14 332,59 241,15 181,23 121,68

2010 219,38 228,99 108,49 259,14 259,23 255,17 256,88 304,91 339,02 245,76 184,64 123,9

Demanda total de Xingó

Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

2006 102,08 106,51 50,76 120,42 120,44 118,47 119,28 141,45 157,29 114,24 86,08 57,91

2007 104,01 108,53 51,66 122,72 122,73 120,73 121,55 144,16 160,32 116,41 87,69 58,96

2008 105,98 110,59 52,58 125,06 125,08 123,03 123,87 146,94 163,42 118,63 89,33 60,03

2009 107,99 112,69 53,52 127,45 127,47 125,38 126,24 149,77 166,58 120,9 91,01 61,12

2010 110,04 114,83 54,49 129,89 129,91 127,78 128,65 152,65 169,8 123,2 92,72 62,24

121,61

Fonte: CHESF, 2005

63

Existe uma outra demanda na foz do rio São Francisco determinada pelo órgão

ambiental IBAMA que exige uma vazão perene mínima na foz do rio. Esta vazão é necessária

e visa a manutenção ecológica da área e foi estipulada em 1300 m3/s.

Finalmente, há a demanda hídrica da transposição. Como dito e explicado no início

deste capítulo, consideram-se casos de transposição em que essa demanda varia desde 100%

da vazão média outorgada pela ANA (o que resulta em 76,32 m3/s para o eixo norte e 37,98

m3/s para o eixo leste) até 10 % desta vazão (o que resulta em 7,632 m3/s para o eixo norte e

3,798 m3/s para o eixo leste).

Tabela 14 – Demanda hídrica dos diversos casos de transposição em cada um dos eixos do projeto

Casos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Demanda Eixo Norte

(m3/s) 7,632 15,264 22,896 30,528 38,16 45,792 53,424 61,056 68,688 76,32 Demanda Eixo Leste

(m3/s) 3,798 7,596 11,394 15,192 18,99 22,788 26,586 30,384 34,182 37,98

5.2.3 Dados de usinas hidrelétricas requeridos pelo modelo

Tabela 15 - Potência instalada das UHEs do rio São Francisco

Aproveitamento Potência Instalada (MW)

TRÊS MARIAS 396 SOBRADINHO 1050 ITAPARICA 1500 MOXOTÓ 400 P.AFONSO1/3 1423 P.AFONSO4 2460 XINGÓ 3000


64

Deve-se notar que a potência de PAM será a soma de Moxoto, Paulo Afonso 1/3 e

Paulo Afonso 4, logo a tabela fornecida como dado de entrada é:

Tabela 16 – Potência total instalada

Aproveitamento Potência Instalada (MW)

TRÊS MARIAS 396 SOBRADINHO 1050 ITAPARICA 1500 PAM 4283 XINGÓ 3000

Rendimento do conjunto turbina-gerador

Corresponde a eficiência das máquinas responsáveis por gerar energia em uma

hidrelétrica. É dado pelo produto do rendimento da turbina e gerador elétrico.

Tabela 17 – Rendimento turbina-gerador (%)

UHE Rendimento turbina-gerador (%) UHE 3 Marias 87.3

UHE Sobradinho 92 UHE Itaparica 91

UHE PAM 92.1 UHE Xingó 93

Fonte: SIPOT, 2001.

65

Índice de disponibilidade

Corresponde a porcentagem de tempo em que as turbinas de uma hidrelétrica estão em

operação. Temos os seguintes valores:

Tabela 18 – Índice de disponibilidade

UHE ID UHE 3 Marias 0.894

UHE Sobradinho 0.894 UHE Itaparica 0.849

UHE PAM 0.86 UHE Xingó 0.86

Fonte: ONS, 2006.

Potência desejada nas UHEs do São Francisco

Para o cálculo da potência desejada em cada uma das usinas a serem analisadas, fez-se

a seguinte operação:

IDgeradorturbinaPinstaladaPdesejada *,*η=

Realizando o cálculo acima em planilha Excel, obteve-se as seguintes potências

desejadas:

Tabela 19 – Rendimento, Índice de Disponibilidade e Potência desejada

TRÊS

MARIAS SOBRADINHO ITAPARICA PAM XINGÓ

Rendimento (%) 87,3 92 91 92,1 93 Índice de Disponib. 0,894 0,894 0,849 0,86 0,86

Pdesejada (MW) 309,1 863,6 1158,9 3392,4 2399,4

66

Número de turbinas

Corresponde ao número total de turbinas presentes fisicamente em uma hidrelétrica,

não interessando se ela está sendo utilizada como reserva ou se ela só gera em determinados

períodos.

Tabela 20 - Número total de turbinas

UHE ID UHE 3 Marias 6

UHE Sobradinho 6 UHE Itaparica 6

UHE PAM 23 UHE Xingó 6


Tabela de engolimento máximo da turbina

Tabela 21 - Polinômio engolimento máximo vs. queda

UHE ao a1 a2 a3 a4

3 Marias 3,74E+02 9,12E+00

Sobradinho 1,73E+03 7,81E+01

Itaparica 1,46E+03 2,98E+01

PAM 1,96E+03 1,80E+01

Xingó 1,28E+03 1,11E+01

Fonte: ONS, 2006.

Os cálculos para a construção desta tabela são efetuados da mesma forma que para a

elaboração da Tabela Cota vs. Área vs. Volume, explicados no início deste capítulo.

Utilizando o polinômio engolimento máximo vs. queda, obtêm-se os seguintes dados de

entrada:

67

Tabela 22 – Queda vs. engolimento máximo

3 Marias Queda (m) Engolimento máximo (m3/s)

0 373.90

15 510.66

30 647.43

45 784.19

60 920.95

Sobradinho

Queda (m) Engolimento máximo (m3/s) 0 1727.11

8 2351.55

16 2975.99 24 3600.42 32 4224.86

Itaparica Queda (m) Engolimento máximo (m3/s)

0 1462.72 15 1909.38 30 2356.04 45 2802.69 60 3249.35

PAM Queda (m) Engolimento máximo (m3/s)

0 1955.59 30 2496.35 60 3037.12 90 3577.89

120 4118.66

Xingó Queda (m) Engolimento máximo (m3/s)

0 1278.51 35 1666.96 70 2055.42

105 2443.87 140 2832.33

68

Tabela Curva-chave de jusante

Tabela 23 – Polinômio Cota de jusante vs. Vazão de jusante

UHE ao a1 a2 a3 a4

3 Marias 5,15E+02 1,61E-03 -2,55E-07 2,89E-11 -1,18E-15

Sobradinho 3,60E+02 1,96E-03 -2,97E-07 2,51E-11 -7,70E-16

Itaparica 2,52E+02

PAM 1,29E+02 2,08E-03 -5,27E-08 6,66E-11 2,23E-17

Xingó 1,95E+01

Fonte: ONS, 2006.

Aplicando as equações polinomiais, tem-se:

Tabela 24 – Cota de Jusante vs. vazão de jusante das UHEs do rio São Francisco

3 Marias Cota de Jusante (m) Vazão de jusante (m3/s)

514.66 0 515.00 225

516.00 970

516.26 1200

517.01 1950

Sobradinho Cota de Jusante (m) Vazão de jusante (m3/s)

359.65 0

360.08 225

361.30 970

361.62 1200 362.53 1950

Itaparica

Cota de Jusante (m) Vazão de jusante (m3/s)

251.50 0

251.50 225

251.50 970

251.50 1200 251.50 1950

PAM

69

Cota de Jusante (m) Vazão de jusante (m3/s) 129.04 0

129.51 225 131.01 970 131.46 1200 132.90 1950

Xingó Cota de Jusante (m) Vazão de jusante (m3/s)

19.50 0 19.50 225 19.50 970 19.50 1200 19.50 1950

5.2.4 Dados de prioridades de atendimento requeridos pelo modelo

Como mencionado anteriormente, o estudo da presente tese conta com a modelagem

de dez situações ou casos de transposição e um caso referência, em que não há transposição.

Este último servirá para comparação de resultados dos outros casos, obtendo assim os

impactos na geração nas usinas hidrelétricas devido à transposição.

Sabendo-se que o menor número de prioridade indica o uso hídrico que será

primeiramente atendido, para o caso referência, sem transposição, considerou-se a seguinte

hierarquia de atendimento às demandas hídricas:

Tabela 25 – Prioridades do Caso Referência

Caso Referência Prioridades Dem. Ambiental 1 Demandas Tots 2

Volume meta 3 Geração 4

Para os demais casos em que se modelou a transposição, casos em que há demanda por

transferência hídrica, em maior ou menor quantidade, consideraram-se a seguinte hierarquia

de atendimento aos usos da água:

70

Tabela 26 – Prioridades dos diversos casos de transposição

Casos 1 ao 10 Prioridades Dem. Ambiental 1 Demandas Tots 2

Volume meta 3 Eixo Norte 4 Eixo Leste 4 Geração 5

Observa-se pela seqüência de atendimento aos usos da água, mostrada na tabela acima,

que a prioridade maior é o cumprimento da norma ambiental (demanda na foz de 1300 m3/s),

seguido das diversas demandas hídricas da própria bacia, do atendimento de volumes meta

dos reservatórios, da transposição (eixos norte e leste), e finalmente, da geração de energia

elétrica nas usinas hidrelétricas.

A seqüência de prioridades Demandas totais nos reservatórios - Volume Meta –

Transposição - Geração não é mero acaso.

Considerou-se que antes de qualquer coisa, a água deve ser garantida e utilizada pelos

membros da própria bacia do São Francisco sendo, portanto, o suprimento hídrico aos

usuários da própria bacia e o atingimento do Volume meta prioritários à Transposição.

Inclusive a própria outorga concedida pela ANA versa sobre o assunto ao mencionar que a

transposição só poderá ocorrer se Sobradinho estiver com 94% de seu volume útil cheio.

A geração de energia elétrica foi considerada menos prioritária que a transposição,

porque somente assim poder-se-ia obter os impactos energéticos devido à transposição.

5.3 - Trabalhando com o SSD AcquaNet

Todos os dados de entrada foram colocados no modelo matemático e, assim, os dez

casos de transposição e o caso referência pôde ser rodado.

A configuração da rede montada no modelo matemático está exposto abaixo:

71

Figura 17 – Configuração da rede montada no AcquaNet para os diversos casos de transposição

Para cada um dos 10 casos de transposição e para o caso sem transposição, foi feito

um projeto. Todos estes projetos em arquivos distintos, mas com a configuração idêntica à

figura de acima. Entre os casos de transposição, muda somente as demandas requeridas pela

transposição. Entre os casos de transposição e o caso referência, a diferença se dá no fato de

que a demanda pela transposição deste último é igual a zero, sendo, portanto esta demanda

livre de impactos sobre os outros usos.

Após rodar os 11 arquivos referentes aos 11 casos, utilizou-se uma ferramenta do

modelo matemático chamado “Análise e Comparação”. Esta ferramenta permitiu fazer a

comparação entre os dez casos de transposição e o caso referência – sem transposição – e

assim obter os impactos energéticos que as usinas hidrelétricas do “Velho Chico” sofreram

com cada um dos casos de transposição estudados.

72

5.4 – Resultados obtidos

Após o modelo expor os resultados da simulação para os 11 casos a serem analisados,

transferiu-se todos os resultados destes casos referentes à potência gerada (MW) para o Excel

com o intuito de construir gráficos e, assim, melhor compreender os resultados. O ANEXO 11

apresenta os resultados obtidos do modelo já arrumados na planilha Excel.

Os primeiros gráficos a serem obtidos foram os de potência gerada em cada uma das

usinas hidrelétricas, totalizando 5 gráficos distintos, com os valores de potência do caso 1,

caso 5 e caso 10 (vide início deste capítulo) pelos meses de simulação, totalizando 60 meses

(de Janeiro 2006 a Dezembro 2010).

Somando a potência gerada de todos os meses, em cada uma das usinas, em todos os

casos, obteve-se 5 resultados de potência gerada para cada caso (um resultado para cada usina

em cada um dos casos).

Para obter os impactos energéticos para cada um dos casos, somou-se esses 5

resultados ditos anteriormente. Com esses números altamente representativos, pôde-se

construir uma importante tabela resumo e seu gráfico derivado.

Tabela 27 – Resultado do modelo matemático: Perda de potência com os diversos casos de transposição

Perda de Potência das UHEs em 5 anos Sem Transposição 0

Caso 1 445,726 Caso 2 916,788 Caso 3 1400,312 Caso 4 2182,633 Caso 5 2684,213 Caso 6 3186,032 Caso 7 3914,671 Caso 8 6275,384 Caso 9 7031,802

Caso 10 7508,001

73

Figura 18 – Resultado do modelo matemático: Perda hidro-energética com os 10 casos de transposição

Impactos na geração das UHEs do rio S. Francisco pela transposição em 5 anos

445,726916,788

1400,3122182,633

2684,2133186,032 3914,671

6275,384

7508,001

7031,802

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Casos de transposição

Pper

dida

- M

10

W

Impactos na geração em 5 anos

De acordo com a Figura 18, nota-se que a mesma pode ser dividida em 4 partes, de

acordo com a relação “crescimento da potência perdida e aumento de vazão demandada pelo

projeto de transposição”.

Na primeira parte do gráfico, representada por uma linha, composta por segmentos

retilíneos, que liga o caso 1 ao caso 7, há pequena perda adicional com o crescimento da

demanda de transposição. Nela, observa-se linha ascendente com pequena inclinação, ou seja,

pouca potência é perdida quando se aumenta a demanda de transposição de 10% para até 70%

da vazão máxima diária permitida pela outorga (DOU,2005).

A segunda parte do gráfico é a mais crítica do estudo por apresentar comportamento

exponencial na relação “crescimento da potência perdida por aumento da demanda de

transposição”. Nesse trecho do gráfico, o efeito do aumento da demanda de transposição de

70% para 80% da vazão máxima do projeto acarreta os maiores impactos na geração elétrica.

Para se ter, portanto, um aumento de 10% na demanda de transposição, perde-se cerca de

2361 MW de geração, potência essa diluída em 5 anos de operação das usinas.

74

A terceira parte do gráfico representa a região de transição do comportamento

exponencial da região anterior para novamente um comportamento linear, conforme o

primeiro trecho do gráfico. Corresponde um segmento linear que liga os casos 8 a 9,

respectivamente, 80% e 90% da vazão máxima diária concedida ao projeto de transposição.

A quarta e última parte do gráfico evidencia novamente um comportamento linear,

representando os efeitos do aumento da demanda de transposição de 90% para 100% da vazão

máxima diária concedida ao projeto de transposição. Nota-se, claramente, a semelhança do

comportamento desse trecho com o trecho da primeira parte do gráfico. Em ambos os trechos,

há comportamento linear com pequeno coeficiente angular.

Os resultados ora analisados mostram que, no pior dos casos de transposição (caso em

que a demanda perene equivale ao valor máximo de vazão diária permitida na outorga da

ANA) haverá um impacto de aproximadamente 7508 MW em 5 anos de operação. Esta

quantidade de energia equivale à usina de Xingó (potência instalada de 3000 MW) operando

com toda a plena potência instalada durante 2 meses e meio.

A vazão permitida pela ANA para o projeto de transposição em qualquer tempo – 26,4

m3/s – levaria a um impacto energético de aproximadamente 1078 MW em 5 anos,

equivalendo à usina de Xingó operando à carga total durante 11 dias.

Já a vazão média calculada pelo Ministério da Integração Nacional em ambos os eixos

– 63,5 m3/s – causaria um impacto energético de aproximadamente 2900 MW em 5 anos,

equivalendo à usina de Xingó operando à carga total durante 29 dias.

No entanto, para uma análise definitiva sobre os impactos da transposição na geração

hidrelétrica no rio São Francisco, deve-se incluir também no cálculo o consumo energético

das bombas que necessárias para elevar a água dos pontos de captação até as regiões a serem

beneficiadas pelo projeto. Grandes alturas vão ter que ser vencidas (eixo Norte, 165m, e eixo

Leste, 304m). Logo, esse impacto energético não deve ser desprezado.

75

CAPÍTULO 6

CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

Os impactos energéticos devidos à transposição variam bastante com o aumento ou

diminuição da vazão a ser transposta, como é mostrado no item 5.4 dessa dissertação.

O modelo é limitado principalmente por sua rigidez em relação à alocação hídrica com

as prioridades. Essa limitação ocorre porque as prioridades estão relacionadas a um custo de

elo (mencionado no Capítulo 4). Lembra-se que, para maior clareza no entendimento do que

se está expondo, pelas definições do modelo para custos de elo, quanto maior o número

indicativo da prioridade, menor é esta prioridade. Assim, prioridade igual a 1 é prioridade

maior de atendimento do que prioridade igual a 5.

Este modelo matemático, baseado em prioridades rígidas, faz com que haja variações

bruscas mês a mês no nível das águas dos reservatórios da rede (há meses de enchimento,

visando atingir o volume meta, e meses em que o reservatório libera água normalmente para

todos os usos da bacia) fazendo com que as alocações consuntivas e de geração também

sofram com essas variações e se comportem de maneira semelhante.

Recomenda-se a introdução de lógica Fuzzi para tornar o AcquaNet um modelo mais

flexível e que melhor simule a realidade (flexibilidade de atendimento às demandas de acordo

com as prioridades).

A lógica Fuzzi fará com que o modelo matemático aloque a água de acordo com

prioridades menos rígidas de atendimento aos diversos usos da bacia. Uma outra observação

que pode ser feita em relação ao modelo matemático utilizado é que, na minimização de

custos (critério adotado pelo modelo AcquaNet) pode ocorrer que, em certos meses de

enchimento de reservatórios, algumas demandas da bacia sequer sejam parcialmente

atendidas.

76

É importante salientar que a filosofia do modelo AcquaNet é robusta, embora tenha

algumas limitações que poderiam ser amenizadas através de futuras pesquisas.

Deve-se realçar que, para uma conclusão definitiva sobre a viabilidade da transposição

das águas do rio São Francisco, é necessário complementar o presente trabalho com outros

estudos sobre os impactos ambientais, sociais e econômicos devido a esse mega-projeto.

77

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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http://143.107.96.240/labsid/?u1=Teses&u2=15

ANEXO 1: Mapa da bacia do rio São Francisco (fonte: ANA)

81

ANEXO 2: Mapa com informações de precipitação média na bacia do rio São Francisco (fonte: ANA, 2004)

Fonte: PROJETO DE GERENCIAMENTO INTEGRADO DAS ATIVIDADES DESENVOLVIDAS EM TERRA NA BACIA DO SÃO FRANCISCO, ANA/GEF/PNUMA/OEA Subprojeto 4.5C – Plano Decenal de

Recursos Hídricos da Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco -PBHSF (2004-2013) Estudo Técnico de Apoio ao PBHSF – Nº 01 DISPONIBILIDADE HÍDRICA QUANTITATIVA E USOS CONSUNTIVOS

Superintendência de Planejamento de Recursos Hídricos, Bolivar Antunes Matos, José Luiz Gomes Zoby Abril de 2004

82

ANEXO 3: Mapa da bacia do São Francisco com principais postos pluviométricos (fonte: ANA)

83

ANEXO 4: Mapa da bacia do São Francisco com dados de disponibilidade hídrica (fonte: ANA)

84

ANEXO 5: Mapa da bacia do São Francisco detalhando suas principais hidrelétricas (fonte: ANA)

85

ANEXO 6: Usinas pertencentes à bacia do rio São Francisco (fonte: CHESF)

Usina Pot.(MW) UF Nome Rio A. drenag.

(km2) Alto Fêmeas I 10.65 BA RIO DAS FEMEAS 5767Benfica 1 MG RIO SÃO JOAO Britos 0.68 MG RIO SÃO JOAO 1657.95Cachoeira Bento Lopes 1.4 MG RIO PARA Cachoeira do Rosário 1.6 MG RIO SAO JOAO Cachoeira Velonorte 0.16 MG RIBEIRAO DOS MACACOS Cajurú 7.2 MG RIO PARA 2230Caquende 0.95 MG RIO MACAUBAS 346Catumbi 14 BA RIO CARINHANHA 4648Cor. João de Cerqueira Lima 1.15 MG RIO SAO JOAO 4Dorneles 1.2 MG RIO PARA 555Gafanhoto 14 MG RIO PARA 2540João de Deus 1.55 MG RIO LAMBARI 1500Luiz Gonzaga (Itaparica) 1500 PE RIO SAO FRANCISCO 591465Marzagão 2.02 MG RIBEIRAO ARRUDAS 200Mata Velha 24 MG RIO PRETO 4209Moxotó (Apolônio Sales) 440 AL RIO SAO FRANCISCO 603683Pacífico Mascarenhas 3.04 MG RIO PARAUNINHA 258Pandeiros 4.2 MG RIO PANDEIROS 3800Paraúna 4.28 MG RIO PARAUNA 1790Paulo Afonso I 180 BA RIO SAO FRANCISCO 603683Paulo Afonso II 480 BA RIO SAO FRANCISCO 603683Paulo Afonso III 864 BA RIO SAO FRANCISCO 603683Paulo Afonso IV 2460 BA RIO SAO FRANCISCO 603683Presidente Goulart 8 BA RIO CORRENTINA 3880Queimado 105 GO RIO PRETO 3710Rio de Pedras 9.28 MG RIO DAS VELHAS 564Rio de Pedras 9.28 MG RIO DAS VELHAS 564Salto do Paraopeba 2.46 MG RIO PARAOPEBA 0Samburá 0.8 MG RIO SAMBURA Sítio Grande 25 BA RIO DAS FEMEAS 6150Sobradinho 1050 BA RIO SAO FRANCISCO 498425Três Marias 396 MG RIO SAO FRANCISCO 50600Unaí Baixo 21 MG RIO PRETO 4771Xingó 3000 SE RIO SAO FRANCISCO 608722

P total das UHEs da bacia 10643.9P total no rio S.F. 10370P total fora do rio S.F. 273.9

86

ANEXO 7: Mapas do projeto de transposição do rio São Francisco (fonte: MI, 2004)

87

ANEXO 8: Detalhes do projeto de transposição do rio São Francisco (fonte: Gomes, 2005)

Aqueduto

Reservatório CanalEsquema das Obras Típicas

TúnelGaleria

Açude

Bombas

CaptaçãoSeção do Canal

25

5 m

88

ANEXO 8: Principais trechos da outorga de transposição do rio São Francisco (fonte: DOU, 2005)

AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS - RESOLUÇÃO No- 411, DE 22 DE SETEMBRO DE 2005.

O DIRETOR-PRESIDENTE DA AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS - ANA, no uso da atribuição que lhe confere o art. 16, inciso XVII, do Regimento Interno, aprovado pela Resolução no 9, de 17 de abril de 2001, torna público que a DIRETORIA COLEGIADA, em sua 10ª Reunião Extraordinária, realizada em 22 de setembro de 2005, com fundamento no art. 12, inciso V, da Lei no 9.984, de 17 de julho de 2000, e tendo em vista o que consta no processo no 02501.000006/2001-51, resolveu: Art. 1o Outorgar ao Ministério da Integração Nacional o direito de uso de recursos hídricos do Rio São Francisco, para a execução do Projeto de Integração do Rio São Francisco com as Bacias Hidrográficas do Nordeste Setentrional, nas seguintes condições: I - coordenadas geográficas do ponto de captação do eixo norte: 8º 32' 43,32” de latitude sul e 39º 27' 19,86” de longitude oeste; II - coordenadas geográficas do ponto de captação do eixo leste: 8º 48' 34,72” de latitude sul e 38º 24' 23,62” de longitude oeste; III - vazão firme disponível para bombeamento, nos dois eixos, a qualquer tempo, de 26,4 m³/s, correspondente à demanda projetada para o ano de 2025 para consumo humano e dessedentação animal na região; e IV - excepcionalmente, será permitida a captação da vazão máxima diária de 114,3 m3/s e instantânea de 127 m3/s, quando o nível de água do Reservatório de Sobradinho estiver acima do menor valor entre: a) nível correspondente ao armazenamento de 94% do volume útil; e b)nível correspondente ao volume de espera para controle de cheias. Parágrafo único. Enquanto a demanda real for inferior a 26,4 m3/s, o empreendimento poderá atender, com essa vazão, o uso múltiplo dos recursos hídricos na região receptora. Art. 2o A repartição das vazões bombeadas do Rio São Francisco entre os setores usuários e os Estados beneficiados e as tarifas de cobrança pelo serviço de adução de água bruta serão definidas no Plano de Gestão Anual, que será elaborado pelo Conselho Gestor, por meio da Entidade Operadora Federal. Parágrafo único. Para a sua eficácia, o Plano de Gestão Anual deverá ser aprovado pela ANA. Art. 3o Esta outorga tem prazo de validade de vinte anos, contado a partir da data de publicação desta Resolução, podendo ser renovada, por igual período, mediante solicitação do Ministério da Integração Nacional.

89

ANEXO 10: Esquema do SSD AcquaNet (fonte: Porto et al, 2005)

90

ANEXO 11: Tabela de resultados em planilhas Excel.

Tabela referente ao Caso Referência – Sem transposição

Referência -- Sem transposição 3M Itaparica PAM Sobradinho Xingó

jan/06 309,098 1158,012 3392,007 863 2399,001 fev/06 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004 mar/06 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 abr/06 309,103 1158,012 3392,002 863,001 2399,002 mai/06 309,096 1158,007 3392,007 55,248 2399,001 jun/06 309,097 1158,01 3392,002 59,662 2399,002 jul/06 309,104 1158,011 3392,007 61,171 2399,001

ago/06 309,104 1158,011 3386,849 61,542 2220,918 set/06 28,896 746,479 2678,409 55,416 2200,975 out/06 309,104 1158,011 3392,007 61,542 2399,001 nov/06 309,098 1158,01 3392,002 58,575 2399,002 dez/06 309,096 1154,643 3392,007 54,517 2399,001 jan/07 309,098 1158,007 3392,007 863,004 2399,001 fev/07 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004 mar/07 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 abr/07 309,109 1158,01 3392,002 55,248 2399,002 mai/07 309,101 1157,981 3392,007 55,283 2399,001 jun/07 309,091 1158,01 3392,002 58,872 2399,002 jul/07 309,104 1158,011 3392,007 60,936 2399,001


ago/08 25,693 772,382 2725,112 38,749 1885,562 set/08 25,346 730,269 2650,593 37,377 1606,318 out/08 27,216 140,166 1288,117 48,664 900,72 nov/08 309,098 1158,01 3392,002 59,731 2399,002 dez/08 309,094 1158,007 3392,007 863,007 2399,001 jan/09 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 fev/09 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004 mar/09 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001

91

abr/09 309,103 1158,012 3392,002 863,001 2399,002 mai/09 309,094 1158,007 3392,007 57,221 2399,001 jun/09 309,098 1158,01 3392,002 61,422 2399,002 jul/09 309,104 1158,011 3392,007 61,542 2399,001


ago/10 26,12 124,8 1196,29 37,872 698,407 set/10 25,173 713,416 2621,646 36,445 1687,173 out/10 28,801 838,403 2833,569 56,489 2243,886 nov/10 309,098 1158,01 3392,002 57,168 2399,002 dez/10 309,095 1158,007 3392,007 53,945 2399,001

Soma 14878,267 64118,673 191918,348 17042,89 135567,804

Soma Total dos Casos 423525,982

Variação de Potência 0

Tabela referente ao Caso 1

Caso 1 - 10% Qmáx 3M Itaparica PAM Sobradinho Xingó



92

jan/07 309,098 1158,008 3392,007 863,004 2399,001 fev/07 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004 mar/07 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 abr/07 309,1 1158,01 3392,002 55,248 2399,002 mai/07 309,102 1158,011 3392,007 55,28 2399,001 jun/07 309,101 1158,01 3392,002 58,898 2399,002 jul/07 309,104 1158,011 3392,007 60,948 2399,001




ago/10 26,128 119,736 1196,29 37,872 698,407 set/10 25,18 682,696 2621,646 36,445 1687,173 out/10 28,808 807,681 2833,569 56,489 2243,886 nov/10 309,098 1158,01 3392,002 57,18 2399,002

93

dez/10 309,095 3392,007 53,948 2399,001

Soma 14878,408 191918,348 17043,097 135567,804 Soma Total dos Casos 423080,256

Variação de Potência -445,726


Caso 2 - 20% Qmáx 3M Itaparica PAM Xingó

jan/06 309,098 1158,012 3392,007 2399,001 fev/06 309,103 1158,013 3392,001 2399,004 mar/06 309,094 1158,012 3392,007 2399,001 abr/06 309,103 1158,012 3392,002 2399,002 mai/06 309,095 1158,007 3392,007 2399,001 jun/06 309,097 1158,01 3392,002 2399,002 jul/06 309,104 1158,011 3392,007 2399,001

ago/06 309,104 1100,742 3386,849 2220,918 set/06 28,911 685,03 2678,409 2200,975 out/06 309,104 1158,011 3392,007 2399,001 nov/06 309,098 1158,01 3392,002 2399,002 dez/06 309,096 1154,482 3392,007 2399,001 jan/07 309,098 1158,009 3392,007 2399,001 fev/07 309,103 1158,013 3392,001 2399,004 mar/07 309,094 1158,012 3392,007 2399,001 abr/07 309,11 1158,01 3392,002 2399,002 mai/07 309,102 1158,011 3392,007 2399,001 jun/07 309,092 1158,01 3392,002 2399,002 jul/07 309,104 1158,011 3392,007 2399,001

ago/07 28,761 1100,742 2744,65

1157,96

63672,599

Sobradinho863

863,011 863,004 863,001 55,248 59,712 61,195 61,542 55,416 61,542 58,599 54,517 863,004 863,011 863,004 55,248 55,273 58,925 60,96 61,542 2217,496

set/07 25,405 677,023 2664,637 37,829 1652,642 out/07 309,104 1100,742 3392,007 61,542 2253,024 nov/07 309,098 1158,01 3392,002 59,609 2399,002 dez/07 309,11 1158,011 3392,007 54,659 2399,001

309,099 1158,007 3392,007 863,007 2399,001 fev/08 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004 mar/08 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 abr/08 309,094 1158,01 3392,002 55,38 2399,002 mai/08 309,103 1158,011 3392,007 57,952 2399,001 jun/08 309,098 1158,01 3392,002 61,542 2399,002 jul/08 309,104 1100,742 3392,007 61,542 2257,555

ago/08 25,707 710,928 2725,112 38,749 1885,562

jan/08

94

set/08 25,36 668,82 2650,593 37,377 1606,318 out/08 27,23 130,037 1288,117 48,664 900,72 nov/08 309,098 1158,01 3392,002 59,755 2399,002 dez/08 309,094 1158,007 3392,007 863,007 2399,001 jan/09 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 fev/09 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004 mar/09 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 abr/09 309,103 1158,012 3392,002 863,001 2399,002 mai/09 309,094 1158,007 3392,007 57,245 2399,001 jun/09 309,098 1158,01 3392,002 61,446 2399,002 jul/09 309,104 1158,011 3392,007 61,542 2399,001



Soma 14878,49 63201,249 191918,348 17043,303 135567,804

Soma Total dos Casos 422609,194 Variação de Potência -916,788



jan/06 309,098 1158,012 3392,007 863 2399,001 fev/06 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004 mar/06 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 abr/06 309,103 1158,012 3392,002 863,001 2399,002 mai/06 309,104 1158,007 3392,007 55,248 2399,001

95

jun/06 309,107 1158,01 3392,002 59,736 2399,002 jul/06 309,104 1158,011 3392,007 61,207 2399,001




ago/09 28,707 1070,02 2966,298 61,542 2210,445 set/09 28,88 818,259 2636,259 61,542 2189,278 out/09 26,632 752,299 2844,038 48,43 2193,175 nov/09 309,098 1158,01 3392,002 59,08 2399,002 dez/09 309,101 1157,868 3392,007 54,054 2399,001 jan/10 309,099 1157,867 3392,007 863,004 2399,001 fev/10 309,092 1157,884 3392,001 863,011 2399,004 mar/10 309,109 1158,012 3392,007 55,248 2399,001 abr/10 309,093 1158,01 3392,002 54,761 2399,002

96

mai/10 309,104 1158,011 3392,007 58,491 2399,001 jun/10 309,098 1070,01 3233,371 61,542 2238,128 jul/10 25,103 728,08 2808,295 41,066 1755,03


Soma 14878,593 62717,42 191918,348 17043,505 135567,804





ago/06 309,104 1039,287 3386,849 61,542 2220,918 set/06 28,927 623,57 2678,409 55,416 2200,975 out/06 309,104 1114,723 3392,007 61,542 2399,001 nov/06 309,098 1158,01 3392,002 58,624 2399,002 dez/06 309,096 1154,322 3392,007 54,517 2399,001 jan/07 309,098 1158,01 3392,007 863,004 2399,001 fev/07 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004 mar/07 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 abr/07 309,092 1158,01 3392,002 55,248 2399,002 mai/07 309,102 1158,011 3392,007 55,255 2399,001 jun/07 309,092 1158,01 3392,002 58,98 2399,002

1158,011 3392,007 60,984 2399,001 ago/07 28,777 1039,287 61,542 2217,496 2744,65 set/07 25,418 615,563 2664,637 37,829 1652,642 out/07 309,104 1039,287 3392,007 61,542 2253,024 nov/07 309,098 1158,01 3392,002 59,633 2399,002 dez/07 309,109 1158,011 3392,007 54,659 2399,001 jan/08 309,099 1158,007 3392,007 863,007 2399,001

jul/07 309,104

97

fev/08 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004 mar/08 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 abr/08 309,094 1158,01 3392,002 55,362 2399,002 mai/08 309,103 1158,011 3392,007 57,981 2399,001 jun/08 309,098 1158,01 3392,002 61,542 2399,002 jul/08 309,104 1039,287 3392,007 61,542 2257,555

ago/08 25,721 649,473 2725,112 38,749 1885,562 set/08 25,373 607,36 2650,593 37,377 1606,318 out/08 27,244 119,908 1288,117 48,664 900,72

3392,007 jan/09 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 fev/09 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004 mar/09 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 abr/09 309,103 1158,012 3392,002 863,001 2399,002 mai/09 309,094 1158,007 3392,007 57,269 2399,001 jun/09 309,098 1158,01 3392,002 61,471 2399,002 jul/09 309,104 1158,011 3392,007 61,542 2399,001

ago/09 28,714 1039,287 2966,298 61,542 2210,445 set/09 28,888 787,529 2636,259 61,542 2189,278 out/09 26,639 721,566 2844,038 48,43 2193,175 nov/09 309,098 1158,01 3392,002 59,092 2399,002 dez/09 309,101 1157,822 3392,007 54,057 2399,001 jan/10 309,099 1157,826 3392,007 863,004 2399,001 fev/10 309,092 1157,841 3392,001 863,011 2399,004 mar/10 309,094 1158,011 3392,007 55,248 2399,001 abr/10 309,097 1158,01 3392,002 54,788 2399,002 mai/10 309,104 1158,011 3392,007 58,503 2399,001 jun/10 28,619 1039,28 3233,371 61,542 2238,128

697,348 2808,295 41,066 1755,03 ago/10 26,152 104,543 1196,29 37,872 698,407 set/10 25,2 590,507 2621,646 36,445 1687,173 out/10 28,832 715,494 2833,569 56,489 2243,886 nov/10 309,098 1158,01 3392,002 57,216 2399,002 dez/10 309,095 1157,822 3392,007 53,958 2399,001

Soma 14598,161 62215,326 191918,348 17043,71 135567,804



nov/08 309,098 1158,01 3392,002 59,78 2399,002 dez/08 309,094 1158,007 863,007 2399,001

jul/10 25,11

98



jan/06 309,098 1158,012 3392,007 863 2399,001 fev/06 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004 mar/06 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001

1158,012 3392,002 2399,002 mai/06 309,104 2399,001 1158,007 3392,007 55,248 jun/06 309,107 1158,01 3392,002 59,786 2399,002 jul/06 309,104 1158,011 61,232 3392,007 2399,001

ago/06 309,104 1008,565 3386,849 61,542 2220,918 set/06 28,935 592,85 2678,409 55,416 2200,975 out/06 309,104 1084,001 3392,007 61,542 2399,001 nov/06 309,098 1158,01 3392,002 58,636 2399,002 dez/06 309,096 1154,242 3392,007 54,517 2399,001 jan/07 309,098 1158,011 3392,007 863,004 2399,001 fev/07 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004

1158,012 3392,007 2399,001 abr/07 309,102 2399,002 1158,01 3392,002 55,248 mai/07 309,103 1158,011 3392,007 55,245 2399,001 jun/07 309,102 1158,01 3392,002 59,008 2399,002 jul/07 309,104 1158,011 3392,007 60,996 2399,001



abr/06 309,103 863,001

mar/07 309,094 863,004

99



Soma 14598,311 61713,392 191918,348 17043,914 135567,804






ago/06 309,104 977,833 3386,849 61,542 2220,918 set/06 28,942 562,12 2678,409 55,416 2200,975 out/06 309,104 1053,268 3392,007 61,542 2399,001 nov/06 309,098 1158,01 3392,002 58,648 2399,002 dez/06 309,096 1154,162 3392,007 54,517 2399,001 jan/07 309,098 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 fev/07 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004 mar/07 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 abr/07 309,093 1158,01 3392,002 55,248 2399,002

100

mai/07 309,103 1158,011 3392,007 55,236 2399,001 jun/07 309,093 1158,01 3392,002 59,036 2399,002 jul/07 309,104 1158,011 3392,007 61,009 2399,001





Soma 14598,378 61211,302 191918,348 17044,118 135567,804

101









102

jan/09 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 fev/09 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004 mar/09 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 abr/09 309,103 1158,012 3392,002 863,001 2399,002 mai/09 309,094 1158,007 3392,007 57,305 2399,001 jun/09 309,098 1158,01 3392,002 61,507 2399,002 jul/09 309,104 3392,007 61,542 2399,001



Soma 14598,508 60709,31 191918,348 17044,321 135340,824


1158,011



jan/06 309,098 1158,012 3392,007 863 2399,001fev/06 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004mar/06 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001abr/06 309,103 1158,012 3392,002 863,001 2399,002mai/06 309,095 1158,007 3392,007 55,248 2399,001jun/06 309,098 1158,01 3392,002 59,86 2399,002jul/06 309,104 1158,011 3392,007 61,268 2399,001

ago/06 309,104 916,388 3386,849 61,542 2220,918set/06 28,958 500,661 2678,409 55,416 2200,975

103

out/06 309,104 991,824 3392,007 61,542 2399,001nov/06 309,098 1158,01 3392,002 58,672 2399,002dez/06 309,096 1154,001 3392,007 54,517 2399,001jan/07 309,098 1158,013 3392,007 863,004 2399,001fev/07 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004mar/07 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001abr/07 309,094 1158,01 3392,002 55,248 2399,002mai/07 309,104 1158,011 3392,007 55,217 2399,001jun/07 309,094 1158,01 3392,002 59,091 2399,002jul/07 309,104 1158,011 3392,007 61,033 2399,001

ago/07 28,808 916,388 2744,65 61,542 2217,496set/07 25,445 492,654 2664,637 37,829 1652,642out/07 309,104 916,388 3392,007 61,542 2253,024nov/07 309,098 1158,01 3392,002 59,682 2399,002dez/07 309,108 1158,011 3392,007 54,659 2399,001jan/08 309,095 1158,007 3392,007 863,007 2399,001fev/08 309,102 1158,013 3392,001 863,011 2399,004mar/08 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001abr/08 309,094 1158,01 3392,002 55,326 2399,002mai/08 309,103 1158,011 3392,007 58,042 2399,001jun/08 309,098 1158,01 3392,002 61,542 2399,002jul/08 309,104 916,388 3392,007 61,542 2257,555

ago/08 25,748 526,574 2725,112 38,749 1885,562set/08 25,4 79,844 1196,192 37,377 1379,338out/08 27,273 99,653 1288,117 48,664 900,72 nov/08 309,098 1158,01 3392,002 59,828 2399,002dez/08 309,094 1158,007 3392,007 863,007 2399,001jan/09 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001fev/09 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004mar/09 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001abr/09 309,103 1158,012 3392,002 863,001 2399,002mai/09 309,094 1158,007 3392,007 57,317 2399,001jun/09 309,098 1158,01 3392,002 61,519 2399,002jul/09 309,104 1158,011 3392,007 61,542 2399,001

ago/09 28,745 916,388 2966,298 61,542 2210,445set/09 28,919 664,619 2636,259 61,542 2189,278out/09 26,668 598,667 2844,038 48,43 2193,175nov/09 309,098 1158,01 3392,002 59,141 2399,002dez/09 309,101 1157,637 3392,007 54,071 2399,001jan/10 309,099 1157,64 3392,007 863,004 2399,001fev/10 309,092 1157,681 3392,001 863,011 2399,004mar/10 309,107 1158,005 3392,007 55,248 2399,001abr/10 309,094 1158,01 3392,002 54,895 2399,002mai/10 309,104 1158,011 3392,007 58,551 2399,001jun/10 28,65 916,37 3233,371 61,542 2238,128jul/10 25,137 574,449 2808,295 41,066 1755,03

ago/10 26,184 84,287 1196,29 37,872 698,407

104

set/10 25,226 467,597 2621,646 36,445 1687,173out/10 28,863 592,595 2833,569 56,489 2243,886nov/10 309,098 1158,01 3392,002 57,264 2399,002dez/10 309,095 1157,637 3392,007 53,971 2399,001

Soma 14598,582 59802,72 190463,947 17044,524 135340,8






ago/07 28,816 885,666 2744,65 61,542 2217,496 set/07 25,452 461,934 2664,637 37,829 1652,642 out/07 309,104 885,666 3392,007 61,542 2253,024 nov/07 309,098 1158,01 3392,002 59,694 2399,002 dez/07 309,099 1158,011 3392,007 54,659 2399,001 jan/08 309,095 1158,007 3392,007 863,007 2399,001 fev/08 309,093 1158,013 3392,001 863,011 2399,004 mar/08 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 abr/08 309,094 1158,01 3392,002 55,317 2399,002 mai/08 309,103 1158,011 3392,007 58,058 2399,001

105

jun/08 309,098 1158,01 3392,002 61,542 2399,002 jul/08 309,104 885,666 3392,007 61,542 2257,555


1158,012 3392,007 863,004 2399,001 1158,012 3392,002 863,001 2399,002

mai/09 309,094 1158,007 3392,007 57,329 2399,001 jun/09 309,098 1158,01 3392,002 61,531 2399,002 jul/09 309,104 1158,011 3392,007 61,542 2399,001

ago/09 28,753 885,666 2966,298 61,542 2210,445 set/09 28,927 633,9 2636,259 61,542 2189,278 out/09 26,675 567,945 2844,038 48,43 2193,175 nov/09 309,098 1158,01 3392,002 59,153 2399,002 dez/09 309,101 1157,591 3392,007 54,074 2399,001 jan/10 309,099 1157,598 3392,007 863,004 2399,001 fev/10 309,092 1157,638 3392,001 863,011 2399,004 mar/10 309,093 1158,013 3392,007 55,248 2399,001 abr/10 309,098 1158,01 3392,002 54,922 2399,002 mai/10 309,104

3233,371 2238,128 543,727 2808,295 41,066 1755,03

ago/10 26,192 79,224 1196,29 37,872 698,407 436,878 2621,646 36,445 1687,173

out/10 28,871 561,873 2833,569 56,489 2243,886 nov/10 309,098 1158,01 3392,002 57,277 2399,002 dez/10 309,095 1157,591 3392,007 53,975 2399,001

Soma 14318,214 59326,466 190463,947 17044,729 135340,824



mar/09 309,094 abr/09 309,103

1158,011 3392,007 58,563 2399,001 jun/10 28,658 885,651 61,542 jul/10 25,143

set/10 25,233


Caso 10 - Qmáx transposição 3M Itaparica PAM Sobradinho Xingó jan/06 309,098 1158,012 3392,007 863 2399,001 fev/06 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004

309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 mar/06

106

abr/06 309,103 1158,012 3392,002 863,001 2399,002 mai/06 309,094 1158,007 3392,007 55,248 2399,001 jun/06 309,098 1158,01 3392,002 59,909 2399,002 jul/06 309,104 1158,011 3392,007 61,293 2399,001


mar/07 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 abr/07 309,095 1158,01 3392,002 55,248 2399,002 mai/07 309,104 1158,011 3392,007 55,199 2399,001 jun/07 309,095 1158,01 3392,002 59,146 2399,002 jul/07 309,104 1158,011 3392,007 61,057 2399,001

ago/07 28,823 854,924 2744,65 61,542 2217,496 set/07 25,459 431,215 2664,637 37,829 1652,642 out/07 309,104 854,924 3392,007 61,542 2253,024 nov/07 309,098 3392,002 2399,002 1158,01 59,706dez/07 309,108 1158,011 3392,007 54,659 2399,001

309,094 1158,007 3392,007 863,007 2399,001 fev/08 309,104 1158,013 3392,001 863,011 2399,004


ago/08 25,762 465,109 2725,112 38,749 1885,562 25,414 69,718 1196,192 1379,338

out/08 27,287 900,72 89,523 1288,117 48,664nov/08 309,098 1158,01 3392,002 59,853 2399,002 dez/08 309,094 1158,007 3392,007 863,007 2399,001 jan/09 309,094 1158,012 3392,007 863,004 2399,001 fev/09 309,103 1158,013 3392,001 863,011 2399,004




jan/08

set/08 37,377

107

108

698,407 ago/10 26,2 74,157 1196,29 37,872set/10 25,24 406,158 2621,646 36,445 1687,173 out/10 28,878 531,131 2833,569 56,489 2243,886 nov/10 309,098 1158,01 3392,002 57,289 2399,002 dez/10 309,095 1157,544 3392,007 53,978 2399,001 Soma 14318,312 58849,968 190463,947 17044,93 135340,824



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LERNER, Gerson Luiz Soriano. Estudo de impactos na geração