Levantamento de Micropotenciais Hidráulicos para Geração de

Energia Elétrica e Acionamento Mecânico de Máquinas da Região de

Cunha - SP

Vicente Jessé de Sousa, Teófilo Miguel de Souza, José Nédilo Carrinho de Castro

Departamento de Energia e Departamento de Elétrica, Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá

FEG/UNESP

CEP: 12516-410 –São Paulo tel: (12) 525-2800 – ramal 1806

RESUMO

O trabalho tem como premissa oconhecimento dos principais componentes de umamicrocentral hidrelétrica, sua caracterização epossibilidades de instalação, complementado como estudo da potencialidade dos recursos energéticosda cidade de Cunha - SP.

A região de Cunha, no Estado de SãoPaulo, se localiza no Alto Paraíba, entre as Serrasdo Mar, Bocaina e Quebra-Cangalha. Esta região éexcepcionalmente favorecida por pequenos cursosde água, que alimentam os afluentes pertencentes aBacia Hidrográfica do rio Paraíba do Sul. Com estatopografia é possível gerar energia elétrica, atravésda implantação de uma microcentral hidrelétricamodular, que utilize turbina tipo Pelton e geradorde imã permanente. As microcentrais tem comocaracterísticas potencias abaixo de 100KW,suficientes para fornecer energia elétrica parailuminação e aparelhos eletrodomésticos.

Para se conhecer a potência hidráulica útilde cada propriedade, determinou-se a altura útil daqueda d’água e a vazão. Os valores encontrados depotenciais são coerentes com os parâmetros de umamicrocentral. Baseados na altura vertical , nocomprimento da tubulação , na vazão e na distânciada casa de força ao centro de consumo determina-seos componentes necessários as obras civis,mecânicos e elétricos ( represa, tubulação, turbina,

gerador, linhas de transmissão, etc) e o custo totalda instalação.

Salienta-se que tais componentes são defácil aquisição no mercado nacional, e com avariedade de tipos e qualidades , o que torna oprojeto bastante versátil, e logicamente adaptável àvárias condições sócio – econômicas.

ABSTRACT

The work has the purpose of knowing themain components of a Microcentral Hydroelectric,it is characterization and possibilitu of instalation,completed with the study about potencially ofenergetics recourses at Cunha city.

The region of cunha, in the State of SãoPaulo, wich in Alto Paraíba, betwen the serras doMar, Bocaina e Quebra – Cangalha. This region isexcepcionally favourable for small water way, thatsupplies the afluent that appendage the BaciaHidrography of Paraíba do Sul river. With thistopography it is possible to make eletric energytrough the implantation of MicrocentralHidroelectric that uses a Pelton kind turbine and apermanent loadstone generator. This Microcentralscan have power small down 100KW, that aresufficient to provide eletric energi for iluminationand eletrodomestics.

In order to know the useful hydraulicpowre of each property teh useful waterfall heighthas been determinated and discharge in m3 /s . the

electric power value was coherent writh theparameters of a microcentral. Besides, basead invertical height, the tubulation, the discharge and thedistance until center of consumption are factorswich determinate the civil, mechanical, eletriccomponents that would be used (foodgate,tubulation, turbine, genaration, transmisson line,etc) and the total cost of instalation

Observe that yours components areactually acquisition easy, and the possibility ofmany kinds and quality in all setor ( mechanical,civil, eletric – eletronic).

PALAVRA CHAVE

Microcentrais, Hidrelétricas, conforto, economia,Área Rural.

1. INTRODUÇÃO

Neste trabalho são apresentados métodossimples e práticos para elaboração fácil eeconômica dos estudos e projetos das microcentraishidrelétricas, com levantamento das possibilidadesdo potencial hidráulico da cidade de Cunha – SP.Uma parte dessa metodologia pode ser aplicadapelos proprietários de locais aproveitáveis que,mesmo não sendo técnicos, através de' métodossimples e expeditos ( diretos, não sendo necessáriograndes equipamento e técnicas), poderão avaliar osseus potenciais e os custos de construção dasmicrocentrais. São apresentados métodosexpeditos de topografia e hidrometria, paradeterminação da queda bruta e das vazões do cursod 'água. A parte de hidrologia, foram estabelecidoscritérios simples de estudos para a determinação dasvazões e potência a ser instalada, projeto dovertedouro e desvio do rio durante a construção.As estruturas civis, tais como barragens,vertedouros, tomadas d' água, casas de máquinas eoutras são apresentadas e dependem de parâmetros,como descarga de adução, altura de barragem eoutros, ilustrados em desenhos.

Para os equipamentos eletromecânicos,adotou-se tipos de fabricação padronizadas e defáceis de aquisição ao mercado nacional. Comrelação a análise do potencial hidráulico na cidadede Cunha – SP, utiliza-se os métodos descritosneste trabalho para a obtenção dos mesmos.

2 - DESENVOLVIMENTO

Antes da viagem ao campo, para aobtenção de dados, o projetista deve estudarcuidadosamente a fim de ficar instruído dasoperações que vai executar e poder escolheradequadamente o tipo de arranjo e localização dasestruturas que serão registradas nos croquis e apotência a ser instalada. Os estudos iniciais devem

começar pela obtenção dos dados básicos para adeterminação dos potenciais existentes na áreas deinteresse.

A concepção das microcentraishidrelétricas, conforme a figura 1, impõe arranjosconstituídos preferencialmente por uma captação,uma adução, uma casa de maquinas, e o canal derestituição (canal de fuga) ao rio. Em cursos d'águacom grandes variações de níveis poderá sernecessária a construção de barragem, com arespectiva estrutura vertedoura. A combinação dacaptação, adução, casa de máquinas e canal de fuga,irá compor o arranjo mais conveniente damicrocentral hidrelétrica. A composição do arranjopela associação das diversas estruturas deve levarem consideração alguns dos fatores listados aseguir:

FIGURA 1 – esquema de uma microusinahidrelétrica ( fonte: Manual de Microcentrais Hidrelétricas-eletrobrás)

A fase de estudos tem como objetivoprincipal avaliar as possibilidades doaproveitamento, compreendendo os seguintesestudos:

2.1 - ESTUDOS TOPOGRÁFICOS

Com menor ou maior detalhamento,devem ser realizados, preferencialmente, em todaárea que terá influencia na microcentral.

Para o projeto de uma microcentralhidrelétrica vários serviços são necessários:

- Determinação da Queda Natural no Local doaproveitamento.

Dois modos muito simples para efetuar amedição da queda natural são os apresentados:

Para o primeiro método, são suficientespara esse serviço, um nível de carpinteiro e duasréguas bem aplainadas. Coloca -se a ponta inferiorda régua menor no nível da água (Ponto A) demodo que fique em posição vertical. Coloca-sedepois a régua maior no terreno e controla-se, pelonível de carpinteiro sobre a mesma, sua posiçãohorizontal. Mede-se a seguir, a altura e marca-se oponto onde descansa a ponta da régua maior noterreno (Ponto B). Repete-se essa operação entre ospontos C, D, etc, e assim sucessivamente,determinando-se as diferenças de níveis h1 ,h2 , h3

,etc. conforme mostra a figura 2(b). Se asdistancias horizontais forem muito grandes, pode-seutilizar uma linha de nylon em seu lugar, mas deveser observado que a linha sofrerá uma certa flexãodevida ao seu peso, e isto pode influenciar nasmedidas.

Para o segundo método serão necessáriasduas réguas de cerca de 2 m de comprimento e umtubo plástico flexível e transparente, com 1 cm dediâmetro interno e 6 m de comprimento. Parafacilitar a medição, as réguas deverão ser dotadasde escalas métricas. Colocam-se as duas réguas ,em posição vertical, sobre dois pontos quaisquer Ee F (fig.2(c)) entre os quais deseja-se medir odesnivelamento (h5) . Com o auxílio do tuboplástico flexível e transparente, cheio de águacorada, determina-se em cada régua pontos deigual nível, criando um plano horizontal dereferencia. A diferença entre as alturas desse planosobre os dois pontos E e F em medição, dará adiferença de nível h5 entre esses pontos, conformemostra a figura 2 (c).

Um terceiro método é utilizar sua própriaaltura e colocar na direção dos seus olhos, um nívelde pedreiro e, através da visualização dacentralização da bolha de ar do nível, acha-se umponto no terreno, marcado por um ajudante paraque a pessoa que está com o nível se posicione. Aaltura do olho da pessoa até o chão dá as alturasparciais da altura de queda. Este método é umpouco impreciso mas em situações adversas podeser utilizado.

A figura 2(a) mostra o perfil obtido pelosmétodos descritos acima:

2.2 - ESTUDOS HIDROLÓGICOS

Os estudos hidrológicos permitemdeterminar vazões máxima e mínima turbinadas eáreas inundadas. Para que os Estudos Hidrológicosapresentam alto grau de confiabilidade éindispensável o conhecimento do comportamento

do rio em longo período passado e e visambasicamente a estimação de:

Medições Expeditas de Vazão mínima

Entre os processos para se medir a vazãode uma vala, córrego, riacho, ou mesmo umpequeno rio, de forma expedita, os mais simples sãoaqueles realizados por meio de flutuadores ou pormeio de vertedores.- Medição com Flutuador: Escolhe-se um trechoreto do curso d'água cujo leito seja uniforme e ondea água flua serenamente. Mede-se o seucomprimento L que, se possível, deve ser superior a10 metros, marcando-se o seu inicio e o seu fim,que pode ser feito com duas cordas amarradas emestacas cravadas nas margens e em posiçãoperpendicular ao eixo da vala ou do córrego. Emseguida coloca -se, a alguns metros a montante doinício do trecho escolhido e no meio do leito, umflutuador constituído por uma garrafa fechada eenchida em 1/3 do seu volume. Com umcronômetro, determina-se o tempo, em segundos,que o flutuador gasta para percorrer o trechoescolhido para a medição da vazão.

As áreas das medições transversaislimitadas pelos níveis d'água e o fundo da vala oudo córrego devem ser determinadas no mínimo,para os pontos inicial e final do trecho de medição(fig. 3). Se o comprimento desse trecho for longo,aconselha-se determinar as áreas de uma ou maisseções transversais intermediárias.

FIGURA 2 – Métodos de Medição da Altura deQueda

A vazão Q, em m3 /s, pode ser calculadapela fórmula:

..................... AVt

ALQ **8,0=

..8,0= .......(1)

na qual: L =comprimento do trecho medido, entre as duasseções transversais extremas, em m;

A =média das áreas das seções transversais,levantadas ao longo do trecho, em m2;t = tempo de percurso do flutuador, em s e0,8 = coeficiente de correção de velocidadesuperficial para velocidade média na seção demedição;

FIGURA 3 – Áreas transversais e comprimentopara cálculo da vazão

- Medição com vertedor Retangular: oprocesso de medição com vertedor retangularconduz a resultados mais precisos que o processode medição com flutuador. O cálculo da vazão sepor:

....................... 2/3..84,1= hbQ .....(2)

sendo: Q = vazão em m3 /s;b=largura da abertura do vertedor, em m; h = altura do nível d'água sobre a crista do vertedor, em m, medida a montante desta, no local onde foiera cravada a estaca.

Medições de Vazão de projeto da(s) turbina(s)

Para as centrais hidrelétricas de pequenacapacidade, o método que vem sendo empregado hámuitos anos consiste em fazer algumas medições davazão nos cursos d' água nos períodos de estiagem,adotando a mínima como representativa da vazãode projeto da(s) turbina(s). Para o caso de centraishidrelétricas a fio d’água, a vazão de projeto (Q) aadotar será a vazão com 95% de ocorrencia (Q95 ),estimada em função da vaão mínima (Qmin)(1) dadapela relação:

...........................Q = Q95 = Cq.Q min ..(3)

O coeficiente Cq fornece a relaçãoQ95/Qmin. Alguns destes valores são fornecidos natabela (1);

TABELA 1 – Coeficiente Cq para algumas BaciasBacia do Rio Valores mais frequentes de Cq

Uruguai 1.20 a 1.40Iguaçu 1.10 a 1.30

Paraíba do Sul 1.00 a 1.20Paranaíba 1.00 a 1.20

Jequitinhonha 1.00 a 1.20São Francisco 1.00 a 1.20

Vazão de Cheia MáximaPara se obter as dimensões do vertedouro e

principalmente da barragem, é importante estimar avazão de cheia, que é aquela que ocorrerá naocasião das maiores chuvas. O cálcilo desta vazão éfeito pela seguinte fórmula (4):

................. ddcheia AICQ ...28,0= ...........(4)

sendo:Qcheia = vazão de cheia, em m3 /s;Cd = coeficiente de escoamento superficial,mostrado na tabela 2;I = intensidade de chuva, em mm/h;Ad = área de drenagem, em Km2

TABELA 2 - Coeficiente de escoamento superficialCobertura da BaciaTipo de Solo

Cultivado Pastagem MataArenoso ouencascalhado

0,20 0,15 0,10

Areno – argiloso 0,40 0,35 0,30Pesadamente argiloso 0,50 0,45 0,40

2.3 – ESTUDOS GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO

O projeto, implantação e utilização dasestruturas que compõe o arranjo exigemconhecimento local da geologia e das cargaspossíveis de serem suportadas. A geologia egeotecnia tratam, basicamente , de dois aspectos:- local da barragens e obras anexas: aborda

questões como desmatamento, encostasíngremes e tipo de solo que comportará abarragem e reservatório.

- dos materiais naturais de construção: abrangeo estudo de solo para construção de obras deterra, areias, rochas

2.4 – ESTUDOS ECOLÓGICOS E SÓCIO –ECONÔMICOS

As análises a serem feitas deverão voltar-se principalmente à definição de medidas deproteção das instalações da microcentral e doreservatório, das questões ligadas a populaçãolocal, eliminação de riscos a saúde, referente adoenças endemicas.

Para instalar uma microcentral hidrelétricana propriedade, devem ser informadas aslocalização e características do paroveitamento à

Agencia Nacional de Energia Elétrica – ANEEL,que é o órgão responsável pelo registro efiscalização deste tipo de empreendimento. Asmicrocentrais estão impedidas de vender energiaelétrica aos vizinhos. Se for o caso, paraviabilização da implantação e operacionalização doempreendimento, sugere-se a criação de umacooperativa entre os vizinhos usuários damicrousina.

Com a formação do reservatório pode-seestudar as possibilidades do seu uso em váriossetores como , por exempo, no abastecimento deágua, agricultura de vazamento, agriculturairrigada, pesca em geral e piscicultura intensiva.

2.4–COMPONENTES E DETALHESCONSTRUTIVOS DE UMAMICROCENTRAL HIDRELÉTRICA

•• Barragem A barragem é a estrutura componente doaproveitamento destinada a criar um desnívelhidráulico localizado. Nos rios em que sofremconsideráveis variações diárias em seu níveld’água, faz necessária a construçào de umabarragem que twm por função estabilizar o nível deágua. A barragem tem alturas reduzidas egeralmente é construída em trechos encachoeradosdo rio.

Caso seja necessária a construção de umabarragem para garantir a operacionalidade datomada d’ água, deve-se escolher o tipo.

Barragem de Terra: Este tipo de barragem eapropriado para vales abertos, em locais onde hágrande disponibilidade de solo argiloso ou areno-argiloso, e espaço suficiente para situar oSangradouro (vertedouro) em uma das margens,que pode ser observado na figura 4(b). A largura dacrista deve ser de no mínimo 5 m para utilizaçãocomo estrada e de no mínimo 3 m se não. A cotada crista da barragem deverá ser superior a 30% dovalor da cota do nível máximo de água noreservatório, sendo conhecida esta faixa desegurança como borda livre. A inclinação dostaludes de jusante e de montante são determinadaspelo tipo de solo que será feita a barragem, comomostra a tabela 3.

TABELA 3– Condições de construção de um taludeMaterial

empregadoTalude Inclinação do

TaludeMontante 2,00Solos argilososJusante 1,75

Montante 2,25Solos areno-argilosos Jusante 2,00

Para proteção do talude de montante usa-seaplicar materias granulares graúdos ( cascalho oumistura de britas), compactando-os com o talude.

Para jusante, até 1/3 da altura de água deve-secolocar cascalho ou brita e o rstante utilizarvegetação.

Barragem de Alvenaria de Pedra Argamassada:São recomendas para vales relativamente estreitos,com boas fundações . este tipo de barragem permitea construção de vertedores.

Barragem de Concreto e Barragem Ambursen: Sãobarragens mistas: parte dela é feita em concreto,parte é feita em madeira (fig. 4(a)). Esses tipos debarragem são recomendáveis para vales estreitos,com no Máximo 100 metros de largura,apresentando boas condições de fundações emrocha pouco fraturada, e onde a constrição de umvertedouro lateral seria problemática devido aencostas íngremes e rochosas, sendo, portanto,necessário que a água verta por sobre o corpo dabarragem

As vantagens de se construir este tipo debarragem em relação ao de concreto são:- volume de concreto cerca de 4 a 5 vezes

menor;- maiores facilidades de desvio do rio;- as pressões transmitidas à fundação são

mínimas.

.• Vertedouro

Como já foivisto, não se pode deixar comque a água excedente passe por cima da barragem,por isso precisa de um dispositivo que extravase oexcedente ao qual dá-se o nome de vertedor,vertedouro ou sangradouro.O vertedouro pode serconstruído lateralmente a barragem ou no corpodesta. A forma mais comum do vertedouro é atrapezoidal ou retangular. A fórmula (5) fornece ocomprimento máximo do vertedouro (b)

...........................5,1

max

.7,1 h

Qb = .......................((5)

em que:h é a altura da lamina de água do vertedouro emmetros.

FIGURA 4 – Exemplos de barragens: (A)barragem Amburnsen, (B) barragem de terra

.• Tornada d'águaA capitação da água feita pela tomada

d'água ser implantada o mais próximo possível dacasa de máquinas, diminuindo o trecho de aduçãopara a mesma altura de queda. A tomada d’águapode ser ligada diretamente a tubulação forçada ouno canal de adução como mostra a figura 5, e éconstituída pelo desarenador que é responsável emdiminuir a velocidade de escoamento e com issoocorrer à sedimentação dos sólidos, grades que sãoinstaladas logo após o desarenador para reter folhase galhos e as comportas que são utilizadas paracontrole da vazão.As dimensões da boca de tomadad’água deve ser definida de forma a que avelocidade na entrada não exceda 1m/s

• Adução Compreendendo o sistema de ligação de

água entre a tomada d'água e a casa de máquinas eapresentado em três concepções nos arranjos demicrocentrais hidrelétricas, a saber: adução entrea tomada d'água e a câmara de carga emescoamento livre por canal, e adução em altapressão entre a câmara de carga e a turbina,através de tubulação forçada.

Estes canais são geralmente de formaretangular e a velocidade da água dentro do canaldepende do revestimento utilizado. Verificado otipode revestimento, pode-se obter a velocidade doescoamento da água da seguinte forma:

.........................)( mhbh

QV

+= ........................(7)

Para canais de terra, adota-se V=0.5 m/s; já para

canais revestidos, V ≅ 0.6 m/s.

FIGURA 5 – Ilustração da Tomada d’água

• Câmara de CargaCâmara de Carga é uma estrutura

construída no final do canal, que tem a função defazer a transição entre o canal para a tubulaçãoforçada. Tal como a tomada d’água, a câmara deveter um desarenador, uma grade e uma comportapara facilitar a manutenção. A figura 6 ilustra aconcepção da câmara de carga. O topo da estruturadeve ser construído a um nível aproximadamentede 0,3 m acima do nível de água do reservatório.

O nível de água normal em frente àcamara de carga dev ser estimado da seguinteforma:

.....NAccnormal = NAresnormal + L.0,0004 ... (8)

sendo:.NAccnormal = nível de água normal em frente àcâmara de carga;NAresnormal = nível de água normal no reservatórioem relação à cota de fundo do vertedouro.L = extensão do canal de adução, em metros

FIGURA 6 – ilustração da Câmara de Carga

• Tubulação ForçadaÉ uma estrutura necessária para conduzir a

água da câmara de carga até a casa de máquinasPara determinar o diâmetro interno deve

ser utilizada a seguinte fórmula:

..........204,0

388,0 ..

=

H

LQKD ...............(9)

sendo:L o comprimento da tubulação, em metros;D o diâmetro, em cm;K uma constanteH a altura de queda em m.

Os valores da constante K sãoapresentados na tabela 3.

TABELA 4 – valores de K para alguns elementosK

Aço CimentoAmianto

Concretoarmado

Tipode

Tubulação66,069 66,991 68,447 Baixa Pressão52,815 - 54,669 Forçada

• Bloco de Apoio e de AncoragemNo caso da tubulação forçada ser de aço, faz –se

necessário que a mesma seja instalada aérea. Osblocos de apoio fazem a devida sustentação destatubulação. Os blocos de ancoragem além desuportarem o peso da tubulação, tem a função deabsorverem os esforços longitudinais desenvolvidosna tubulação, construídos em mudanças de direçãoda tubulação.

FIGURA 7 – Ilustração da tubulação forçada,blocos de apoio e ancoragem

•• Casa de Máquinas: Casa de Máquinas é uma edificação onde

se encontram instalados a turbina, o gerador, osistema de controle e freqüência, o volante deinércia e o painel de controle. Toda a energiahidráulica é convertida em energia elétrica na casade maquinas. As variações de níveis d'água ajusante da casa de máquinas (oscilações entre osníveis máximo e mínimo) condicionam ofuncionamento da turbina.

Desta forma, a escolha da cota de piso dacasa de máquinas deveria ser por um valorsuficientemente alto para ficar protegido das vazõesde cheia, sem prejudicar ,contudo, a altura de quedaconveniente ao grupo gerador.

•• TurbinaTurbina é o componente responsável pela

transformação da energia hidráulica em energiamecânica que é utilizada para acionar o gerador.Em seu interior existe um rotor equipado com pásque absorvem a energia da água turbinada, girandoo motor juntamente com o seu eixo. Para a escolhado tipo de turbina devem ser levados emconsideração os seguintes itens: altura de queda evazão são os determinantes para a escolha, mas ocusto, a facilidade de manutenção e assistênciatécnica, o rendimento podem inferir na escolha. Afaixa de potência unitária para microcentraishidrelétrica é de 100 KW para alturas de 200 m evazões de 2 m3 /s. Os tipos mais comuns de turbinautilizadas em microcentrais hidrelétricas são:

turbina Francis – oferece alto rendimento em altaspotências e em vazões e próximas a do projeto. Elaspodem ser de caixa aberta (indicadas para quedainferiores a 10 metros) ou caixa espiral (quedasmaiores que 10 metros). Turbinas Pelton ( figura 9)- é a mais usada em locais com altas quedas epequenas vazões e grandes variações de carga, lhedando um grande rendimento. Podem possuir umou dois injetores. Turbinas Michel Banki –utilizadas em faixas de pequenas quedas e amplasvazões. Possui tecnologia simples e de baixo custoe com variações de carga podem render em torno de70%. Possuem como característica um rotor emforma de gaiola de esquilo. Roda Pelton (figura 8) - que é a máquina proposta neste trabalho para todasas condições mesmo em detrimento do seurendimento, mas por facilidade construtiva e demanutenção. São baseada nos mesmos princípiosda turbina Pelton, existe a chamada Roda Pelton,constituída de um rodízio de conchas, de eixohorizontal , com caixa metálica de proteçãoacionada por meio de um único jato d’água atravésde um bocal cônico, conhecido como setia. A rodaPelton está sujeita a variação de carga por isso deveser tomado muito cuidado. Bomba Funcionandocomo Turbina - o suo de bombas centrífugasfuncionando ao reverso como turbina á altamenteviável, se tratando de microusina com potênciasinferiores a 50 KW, em plena carga.

FIGURA 8– Roda Pelton

FIGURA 9 – Turbina Pelton

• GeradorGerador é a máquina que recebe a energia

mecânica fornecida pela turbina e a converte emenergia elétrica, usando o princípio de induçãomagnética. Conhecida a rotação da turbina, faz-se aescolha do gerador, pois estes são padronizados emfunção da rotação e do n.º de pólos. Quando forpossível utilizar um gerador e uma turbina com amesma rotação, o acoplamento poderá ser feitodiretamente por meio de um eixo. Mas, quando issonão for possível, será necessário um multiplicadorde polias e correias ou redutores por engrenagens.

No caso deste trabalho a máquina utilizadaé o gerador de ímã permanente que além de bomdesempenho, elétrico, é de baixíssima manutenção

•• Sistema de Controle de Tensão e Freqüência –Regulador Hidráulico e Controlador eletrônico.

Para se ter energia elétrica de boaqualidade é preciso manter constantes a tensão e afreqüência elétrica de geração, através do controleda rotação. Para isto usa-se um reguladorhidráulico que funciona dentro da turbina,regulando a entrada de água para que a rotaçãoaumente ou diminua se existir a necessidade deaumento ou não de energia elétrica. Estesreguladores consomem energia produzida (20%) epor isso deve ser utilizado em gerações acima de 20KW. O Controlador eletrônico é formado porcomponentes eletro – eletrônicos que faz com que amicrousina trabalhe a plena carga sempre e, se nãoestiver, o excedente da potência será consumido emum sistema denominado “Carga de Lastro”.Geralmente se utiliza resistência industriais paraaquecimento de água.

•• Volante de InérciaO volante é um disco de ferro fundido ou

aço com massa relativamente grande, instalado noeixo da turbina, que tem a função de auxiliar nocontrole da variação de carga. Quando emmovimento, a sua massa absorverá pequenasvariações de carga, retardando assim o efeito davariação de rotação.

•• Potência GeradaPara o cálculo da potência utiliza-se a seguintefórmula:...........................P=7,6*Q*H.............................(10)sendo:H: altura total de queda;Q: Vazão em m3 /s

2.5 LEVANTAMENTO DO POTENCIALHIDRÁULICO NA CIDADE DE CUNHA – SP.

A cidade de Cunha é a maior em extensãoterritorial de todo o Vale do Paraíba. Possuiinúmeros córregos, nascentes e rios o que torna acidade propícia para a instalação de microcentraisHidrelétricas.

O estudo feito baseava-se no levantamentoda altura de queda (gráfico1) e a vazão (gráfico 2)que determinado potencial fornecia (gráfico 3). Paraque este estudo fosse concretizado foi necessárioum prévio levantamento de possíveis pontos ondese poderiam encontrar rios e acesso a estes(estradas, transporte, etc) junto a Casa da Lavoura ea Secretaria de Meio Ambiente da referida cidade.Com estes dados foi possível observar que aquantidade de informações e recursos hídricos dacidade eram enormes, não sendo possível fazer umlevantamento detalhado sobre o potencialhidráulico. Em vista disso, foram escolhidos pontosestratégicos de cada região da cidade, fazendo-seassim uma amostragem para estimativas deresultados. Os dados são apresentados nos gráficosa seguir:

GRÁFICO 1 – Obtenção da altura vertical de carga

GRÁFICO 2 - Vazões aferidas nos pontos decoleta de dados

GRÁFICO 3 - Potências dos pontos analisados

3 - CONCLUSÃO

Devido aos grandes recursos hídricos quepossuímos, o estudo de microcentrais se faznecessário para que todos possam ter acesso a umafonte de energia mais barata, principalmenteaquelas pessoas que ainda não são servidas pelarede de distribuição, normalmente na região rural.O estudo abordou o levantamento dos componentesde uma microusina, suas particularidades eutilização. Pode-se observar que estes aparelhospodem ser encontrados com facilidade, bem comoos materiais de construção civil. No caso dapesquisa de campo sobre o potencial hidrelétrico deCunha - SP, serviu como balizamento dos projetosde instalação de microusinas próprias para a região

altura de carga para os pontos analisados

0

5

10

15

20

25

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Casos

altu

ra (

m)

Potência dos pontos analisados

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Casos

Pot

ênci

a K

W

Vazão dos pontos medidos

0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

1,000

1,200

1,400

1,600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Casos

Vaz

ão (

m3/

)

já que a mesma conta com várias possibilidades,conforme visto no ítem 2.5. Pode ainda serverificado que o potencial desta localidadecorresponde ao esperado para microcentrais.

Os produtores e moradores da zona ruralpoderão aproveitar este recurso para obter a energiaelétrica para ter acesso à instalação deequipamentos eletro eletronicos para revitalizar osetor produtivo de suas propriedades. Com ainstalação de uma microusina pode-se pensar namúltipla utlização da água como por exemplo, acombinação da irrigação e distribuição da água ouutilizando o reservatório para piscicultur e lazer..4 - AGRADECIMENTOS

- PROEX: Pró –Reitoria de ExtensãoUniversitária;

- Bolsa PAE: Programa de Apoio ao Estudante;- EEPV: Escola Estadual Paulo Virgínio.

5 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

MINISTERIO DE MINAS E ENERGIA, Manualde Microcentrais Hidrelétricas, 1985

SOUZA, Z. de, Centrais Hidrelétricas-Dimensionamento de Componentes, ed. EdgardBlücher, 1992.

FILHO, Geraldo Lúcio Tiago, VIANA, AugutoNelson Carvalho, LOPES,josé Demerval Saraiva,Como Operar e Montar uma MicrousinaHidrelétrica na Fazenda, Viçosa, CPT, 2000