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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
IVAN DE MELLO CIONEK
PLANEJAMENTO DE UMA REDE DE MONITORAMENTO HIDROLÓGICO DE
UMA PCH
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
CURITIBA
2011
IVAN DE MELLO CIONEK
PLANEJAMENTO DE UMA REDE DE MONITORAMENTO HIDROLÓGICO DE
UMA PCH
Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação, apresentado a disciplina TE105 – Projeto de Graduação, do Curso Superior de Engenharia Elétrica do Departamento Acadêmico de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Paraná – UFPR, como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Eletricista. Orientador: Prof. Dr. Odilon Luís Tortelli
CURITIBA
2011
TERMO DE APROVAÇÃO
IVAN DE MELLO CIONEK
PLANEJAMENTO DE UMA REDE DE MONITORAMENTO HIDROLÓGICO DE UMA PCH
Trabalho Final de Graduação aprovado como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Eletricista, Habilitação em Eletrotécnica, da Universidade Federal do
Paraná, pela seguinte banca examinadora:
___________________________________________ Prof Dr. Odilon Luís Tortelli
Professor Orientador e Presidente da Banca
___________________________________________ Prof. Dr. Clodomiro Unsihuay Vila
Professor Convidado
___________________________________________ Eng.º João Roberto Ricobom
Professor Convidado
AGRADECIMENTOS
Coroando a longa e trabalhosa graduação, muitos merecem estar na lista de
agradecimentos.
Começo pela parte mais importante, a família. Agradeço aos meus pais,
Renato e Rosany, pela formação que puderam me dar e por todo o apoio ao longo
do curso. A minha irmã, que me incentivou a produzir um bom trabalho e esteve ao
meu lado quando foi preciso. Agradeço também minha avó paterna, Zyvia, que me
acolheu durante os estudos e sempre incentivou minha formação superior.
Não posso deixar de mencionar todos os colegas da universidade, que se
listados aqui, extrapolariam o limite de páginas, portanto, são saudados de forma
genérica, mas com igual importância. Sem o convívio com os amigos no curso, o
orgulho e sensação de trabalho concluído não seriam os mesmos.
Agradeço ao meu professor orientador, Odilon, pela ajuda na elaboração da
tese, pelas reuniões esclarecedoras e pelo apoio durante a formação no curso e
construção do trabalho final. Agradeço os membros da banca, Prof. Clodomiro, que
me ensinou boa parte dos conhecimentos que aplico na prática hoje e, também, o
Prof. Ricobom, que por cursar sua disciplina, obtive a maior parte do conhecimento
necessário para elaboração deste projeto.
Este trabalho não poderia ser realizado sem a ajuda das empresas Vetorlog,
HydroPartner e Mafrás Energia e Reflorestamento Ltda, que me deram as
ferramentas e acesso a todos os materiais e experiências necessárias para
construção da obra. Agradeço à Denise e Leocilea Vieira por toda ajuda e atenção
aos detalhes acadêmicos que tornaram esse trabalho mais organizado e
fundamentado.
Por fim, agradeço a Universidade Federal do Paraná com especial atenção ao
Departamento de Engenharia Elétrica pelos anos de estudo e convivência.
RESUMO
CIONEK, Ivan. Planejamento de uma rede de monitoramento hidrológico de
uma PCH. 2011. Trabalho de Conclusão de Curso, Universidade Federal do Paraná,
Curitiba, 2011.
O estudo, que ora se apresenta, intitulado Planejamento de uma rede de monitoramento hidrológico de uma PCH teve como objetivos apresentar a nova resolução conjunta n° 03, dos órgãos ANEEL e ANA, bem como as principais mudanças referentes à resolução revogada. Buscou também condensar todos os documentos de orientação publicados até a presente data, adicionando exemplos práticos para facilitar o entendimento dos detalhes. De modo a não se ater apenas aos aspectos teóricos, abordou também os detalhes técnicos referentes aos monitoramentos hidrológicos, como a fluviometria, pluviometria e sedimentometria. Por fim, com a finalidade de facilitar o entendimento das diretrizes da resolução, foi adicionado um projeto hidrológico real, que enriquece o estudo e aproxima a teoria da prática.
Palavras-chave: Hidrologia, Hidrometria, ANEEL, ANA, PCH, Fluviometria,
Pluviometria, Limnimetria
ABSTRACT
CIONEK, Ivan. Planning of a hydrological Hydroelectrical plant. 2011. Trabalho
de Conclusão de Curso, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2011.
The study, presented here, entitled Planning of a hydrological Hydroelectrical plant aimed to present the new joint resolution No. 03, by ANA and ANEEL, as well as major changes regarding the previous resolution. Also sought to condense all the guidance documents published to date, and added examples to facilitate the understanding of the details. In order to not just stick to the theoretical aspects, also raised the technical details concerning the hydrological monitoring, as fluviometric, rainfall and sedimentometric. Finally, in order to facilitate understanding of the guidelines of the resolution, was added a real hydrological project that enriches the study itself, and brings theory and practice closer.
Keywords: Hydrology, ANEEL, ANA, PCH, Fluviometric, Pluviometric
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 10
2.1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 12
2.2 ÓRGÃOS PÚBLICOS ENVOLVIDOS ..................................................................... 13
2.2.1 Agência Nacional de Águas (ANA) .................................................................. 13
2.2.2 Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) ............................................... 13
2.3 AS RESOLUÇÕES .................................................................................................. 14
2.3.1 Resolução conjunta n° 3, de 10 de agosto de 2010 ......................................... 14
2.3.3 Mudanças advindas da Resolução nº 396 ....................................................... 15
2.4 DOCUMENTOS DE ORIENTAÇÃO ........................................................................ 17
2.4.1 Orientações para elaboração de projeto de instalação de estação
hidrométrica ........................................................................................................ 17
2.4.2 Qualidade e consistência dos dados................................................................ 19
2.4.3 Envio dos dados à ANA ..................................................................................... 22
2.4.4 Plataforma de coleta de dados ( PCDs) ............................................................ 29
3 ASPECTOS TÉCNICOS DO MONITORAMENTO HIDROLÓGICO .......................... 39
3.1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 39
3.2 A ESTAÇÃO ............................................................................................................ 39
3.3 PLUVIOMETRIA ...................................................................................................... 42
3.4 FLUVIOMETRIA ...................................................................................................... 44
3.5 SEDIMENTOMETRIA.............................................................................................. 48
4 EXEMPLO DE ESTUDO DE IMPLANTAÇÃO ........................................................... 51
4.1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 51
4.2 PCH MAFRÁS ......................................................................................................... 51
4.3 O PROJETO ............................................................................................................ 52
5 CONCLUSÃO ............................................................................................................ 62
REFERÊNCIAS..........................................................................................................64
ANEXOS....................................................................................................................66
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Diagrama esquemático geral da coleta e transmissão de dados para a
ANA.......................................................................................................... 24
Figura 2 – Fluxo do envio dos dados para o webservice da ANA............................. 26
Figura 3 – Esquema do fluxo para consulta do relatório de dados enviado a
ANA......................................................................................................... 29
Figura 4 – Estação Hidrométrica instalada em Campo. PCH Rio Tigre................... 39
Figura 5 – Caixa de acondicionamento da Estação Hidrométrica – PCH
Rio Tigre ................................................................................................ 40
Figura 6 – Interior de um pluviômetro estilo Tipping-Bucket ....................................44
Figura 7 – Molinete de hélice ...................................................................................45
Figura 8 – Perfil de velocidade como os respectivos pontos de medição
recomendado .........................................................................................46
Figura 9 – Seção transversal com indicação das verticais e representação da
velocidade da corrente medida............................................................. 47
Figura 10 – Coleta de hidrosedimentos.................................................................. 49
Figura 11 – Vista geral da PCH Mafrás, com canal de adução e de fuga e casa de
força.........................................................................................................53
Figura 12 - Mapa da bacia do rio Itajaí do Norte......................................................55
10
1 INTRODUÇÃO
O presente estudo intitula-se “Planejamento de uma rede de monitoramento
hidrológico de uma PCH” e tem como principal objetivo discorrer sobre as estações
hidrométricas utilizadas em empreendimentos hidrológicos, bem como, analisar os
seus aspectos regulatórios e práticos. Cumpre destacar que os empreendimentos
hidrológicos supracitados, se referem às usinas hidrelétricas e pequenas centrais
hidrelétricas.
Desta forma, salienta-se que uma das principais motivações para o assunto
escolhido se deu em virtude da revogação da Resolução dos órgãos responsáveis
Agência Nacional de Águas (ANA) e Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL)
n° 396, de 4 de dezembro de 1998, pela resolução conjunta n° 03, de 10 de agosto
de 2010.
Assim, como toda revogação deve acompanhar, necessariamente, mudanças
justificáveis para tal ato, este trabalho abordará os aspectos dessa transição, bem
como, levantará as principais mudanças e motivos para tal, ao passo que as
mesmas serão detalhadas, a fim de criar um panorama teórico completo. Pode-se,
todavia, adiantar que novidades como nível de sedimentação dos lagos, análise da
qualidade de água, envio remoto de informações à ANA, e melhoria na fiscalização
dos dados são algumas das principais novidades da resolução nº 03.
Desta maneira, por se tratar de uma resolução conjunta, os órgãos
reguladores assumem responsabilidades especificas, sendo que a ANA fica
responsável juntamente com a ANEEL pela fiscalização das estações e centraliza
em si o recebimento dos dados telemetrizados e a qualidade dos mesmos. Deste
modo, as orientações para a adaptação dos geradores são responsabilidades da
ANA, que na presente data, publicou a maior parte dos documentos de orientação
para instalação e adaptação das estações, documentos esses que serão abordados
aqui com o objetivo orientar o leitor sobre os detalhes e a forma de se adaptar à
nova resolução.
Assim, de modo a não se ater apenas o presente estudo aos aspectos
teóricos, o trabalho abordará o lado técnico dos estudos hidrológicos, os estudos
11
fluviométricos, pluviométricos e sedimentométricos, bem como seus respectivos
hardwares serão mencionados.
Por fim, com a finalidade de enriquecer o estudo em questão, no capitulo 4
será exemplificado a implantação de uma Pequena Central Hidrelétrica Mafrás, de
propriedade da Mafrás Energia e Reflorestamento Ltda, localizada no Rio Itajaí do
Norte ou rio Hercílio, sub-bacia do rio Itajaí da bacia do Atlântico Sul, no município
de Ibirama, estado de Santa Catarina. Destaca-se, que a publicação do estudo
hidrológico desta usina foi autorizada pelo proprietário Daniel Faller e, é de suma
importância, pois esclarece como estão sendo enviados os projetos à ANA, e como
é a resposta do órgão regulatório.
12
2 ASPECTOS REGULATÓRIOS
2.1 INTRODUÇÃO
Neste capitulo, os aspectos regulatórios que fundamentam tanto à revogada
396/1998 quanto a atual 03/2010 serão abordados. Para o estudo em questão, dois
órgãos públicos estão envolvidos diretamente. Um dos objetivos deste capítulo é
descrever brevemente as duas agências e suas principais atribuições. Temos a
Agência Nacional de Águas (ANA) e a Agência Nacional de Energia Elétrica
(ANEEL).
Ambos são caracterizados como Agentes Regulatórios. A função regulatória,
por sua vez, é descrita conforme a citação abaixo:
A função regulatória é compatível com cada uma das funções da Administração Pública (discricionária, de direção, normativa, sancionatória), variando conforme o tipo de atividade (polícia administrativa, gestão de serviços públicos, ordenamento econômico e ordenamento social); o motivo do destaque é que as demais funções são orientadas por critérios políticos, limitados pelo conceito de organização hierarquizada da Administração, ao passo que a função regulatória é técnica e seus critérios multidisciplinares devem ser orientados por uma política regulatória, estudada no Direito Administrativo. Os agentes reguladores editam normas, que passam a compor a moldura regulatória, desde que compatíveis com a Constituição e com a lei. A norma regulatória representa a maneira pela qual o agente regulador interpreta determinados comandos constitucionais e legais. A observância dessas normas regulatórias pela própria agência representa uma obrigatoriedade do ponto de vista do princípio da segurança jurídica porque ali é fixada uma interpretação acerca de como deve ser cumprido eficientemente um determinado comando constitucional ou legal (Marcos Souto, 2002) .
Além disso, os argumentos que suportam a mudança da resolução serão
mencionados, buscando dar entendimento claro dos motivos para a revogação.
A ANA, através de seu portal online, disponibiliza para os concessionários ou
agentes autorizados os documentos de orientação para adaptação à resolução.
Estas diretrizes, que estão sendo publicadas aos poucos, são a base para o
entendimento de como se portar com a nova resolução. O profissional responsável
pela elaboração dos projetos e instalação e operação das estações deve buscar
13
nestes documentos o suporte inicial. A agência também divulga referencias
cientificas que venham a preencher prováveis duvidas dos responsáveis pelas
adequações. Neste capitulo serão condensados todos os documentos publicados
até a presente data, apresentados de uma maneira a facilitar o entendimento do
leitor.
2.2 ÓRGÃOS PÚBLICOS ENVOLVIDOS
2.2.1 Agência Nacional de Águas (ANA)
A ANA tem como missão implementar e coordenar a gestão compartilhada e
integrada dos recursos hídricos e regular o acesso à água, promovendo o seu uso
sustentável em benefício da atual e das futuras gerações. Além disso, a instituição
possui outras definições estratégicas centrais (ANA, 2011)
2.2.2 Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL)
A ANEEL, autarquia em regime especial, vinculada ao Ministério de Minas e
Energia (MME), foi criada pela Lei 9.427 de 26 de Dezembro de 1996. Tem como
atribuições: regular e fiscalizar a geração, a transmissão, a distribuição e a
comercialização da energia elétrica, atendendo reclamações de agentes e
consumidores com equilíbrio entre as partes e em beneficio da sociedade; mediar os
conflitos de interesses entre os agentes do setor elétrico e entre estes e os
consumidores; conceder, permitir e autorizar instalações e serviços de energia;
garantir tarifas justas; zelar pela qualidade do serviço; exigir
investimentos; estimular a competição entre os operadores e assegurar a
universalização dos serviços (ANEEL, 2011).
A ANEEL tem como missão: “proporcionar condições favoráveis para que o
mercado de energia elétrica se desenvolva com equilíbrio entre os agentes e em
benefício da sociedade” (ANEEL, 2011).
14
Dentre os dois órgãos estudados, a ANEEL é o mais familiar para os
Engenheiros Eletricistas em geral.
2.3 AS RESOLUÇÕES
2.3.1 Resolução conjunta n° 3, de 10 de agosto de 2010
A Resolução Conjunta ANEEL/ANA nº 03, de 10 de agosto de 2010,
publicada em 20 de outubro de 2010, estabelece as condições e os procedimentos a
serem observados pelos concessionários e autorizados de geração de energia
hidrelétrica para a instalação, operação e manutenção de estações hidrométricas
visando ao monitoramento pluviométrico, limnimétrico, fluviométrico,
sedimentométrico e de qualidade da água associado a aproveitamentos
hidrelétricos.
Com tal Resolução, a ANA assume a função de orientar os agentes do setor
elétrico sobre os procedimentos de coleta, tratamento e armazenamento dos dados
hidrométricos objetos do normativo, bem como sobre a forma de envio dessas
informações em formato compatível com o Sistema Nacional de Informações sobre
Recursos Hídricos (SNIRH), o que permitirá a difusão dos dados oriundos do
monitoramento hidrológico realizado pelos agentes do setor elétrico (ANA, 2011)
No período de 17 de dezembro de 2009 a 1º de março de 2010, contribuições
de agentes e setores da sociedade trabalharam para construir as atribuições da
nova resolução (vide Anexo A).
Um dos principais fatores desta resolução é a tabela da área de drenagem
incremental dos empreendimentos, que mesmo já estando presente na antiga norma
tem papel decisivo no projeto das estações. Usinas com grandes áreas terão mais
estações ativas em monitoramento. Lembrando que a área de drenagem de um
empreendimento é igual à área de drenagem incremental, desde que não haja
empreendimentos à montante. Quando há aproveitamentos à montante, as áreas de
drenagem incrementais são subtraídas uma da outra.
Os prazos para inicio da operação devem receber a atenção dos
empreendedores. Em novos empreendimentos, os monitoramentos devem iniciar-se
15
até 180 dias após o inicio das obras, com exceção da limnimetria, que deve ser
iniciada até 30 dias antes do inicio do enchimento. Para empreendimentos já
existentes e operando há 8 anos ou mais, a atualização deverá ser feita no prazo de
até 24 meses, contados a partir da publicação da resolução.
A fiscalização por parte da Agência Nacional de Águas é exercida em
conformidade com a resolução n° 662, de 29 de novembro de 2010, que dispõe
sobre os procedimentos e define as atividades de fiscalização, inclusive para
apuração de infrações e aplicações de penalidades. Inclusive, no documento oficial
da ANA, a antiga resolução n° 82 de 24 de abril de 2002 ainda consta como em
vigência, mas é de conhecimento de todos que a mesma já foi revogada.
Caso os agentes descumpram as obrigações contidas na resolução n°03, as
penalidades previstas na resolução normativa citada acima podem ser aplicadas.
A ANA utilizará como instrumentos de fiscalização os relatórios de vistoria,
protocolo de compromisso, auto de infração e termo de embargo. Os procedimentos
detalhados da forma como o órgão atua podem ser encontrados na resolução
normativa citada acima.
2.3.2 A resolução nº 396, de 04 de dezembro de 1998
A resolução nº 396, de 04 de dezembro de 1998, estabelece as condições para
implantação, manutenção e operação de estações fluviométricas e pluviométricas
associadas a empreendimentos hidrelétricos (ANEEL, 2011).
As contribuições de agentes e setores da sociedade na audiência pública nº
006, realizada no período de 20 a 27 de novembro de 1998, ajudaram a construir as
atribuições da resolução 396. Os artigos da referida resolução se encontram
discriminados no Anexo B.
2.3.3 Mudanças advindas da Resolução nº 396
Para que uma nova resolução revogue uma antiga, necessariamente, devem-
se ter motivos e subsídios que sustentem a mudança, já que novas resoluções
16
sempre acarretam em adequações, que geram custos aos geradores e, também, ao
órgão fiscalizador. Este fato pode ser comprovado pela seguinte informação
divulgada pelo Boletim Energia (2010):
A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) e a Agência Nacional de
Águas (ANA) publicaram hoje (20/10), no Diário Oficial da União, a
Resolução Conjunta nº. 003, que ampliará o escopo de monitoramento dos
recursos hídricos do país. Essa foi a primeira norma conjunta entre
agências reguladoras.
O regulamento revoga a Resolução nº. 396/1998, que trata das condições e
dos procedimentos para instalação, operação e manutenção de estações
em usinas hidrelétricas. A partir da nova norma, passarão a ser verificados,
além dos parâmetros outrora aferidos pela antiga Resolução 396/1998, o
nível de sedimentação dos lagos e a qualidade de água utilizada nos
empreendimentos hidrelétricos.
Outras inovações incluídas na resolução permitirão o envio constante e
remoto de informações à ANA, responsável pelo gerenciamento dos dados.
Assim, a fiscalização das agências poderá atuar de forma mais eficiente. A
ANA e a ANEEL têm a responsabilidade pela fiscalização das estações que
trata a resolução conjunta, a partir de critérios já previstos nesse
regulamento. Enquanto isso, o recebimento das informações e a análise da
qualidade dos dados passarão a ser centralizada na ANA. As
concessionárias e agentes autorizados de geração abarcados pelo presente
normativo terão que enviar à Agência Nacional de Águas (ANA) o relatório
anual até 30 de abril do ano seguinte, de acordo com modelo definido por
essa Agência.
Verifica-se, assim, que a sedimentação dos lagos e a qualidade de água
utilizada nos empreendimentos são novidades da nova resolução. E o envio
constante e remoto de informações à ANA .
Analisando a resolução nº 396, não se encontra o nome da ANA, já que a
mesma, com criação no ano 2000, ainda não existia. Na nova resolução, uma
resolução conjunta, tem-se a participação da Agência Nacional de Águas, que fica
responsável juntamente com a ANEEL pela fiscalização das estações e centraliza
em si o recebimento dos dados telemetrizados e a qualidade dos mesmos.
Nem todos os proprietários de usinas hidrelétricas são pessoas com formação
especifica para tal fim. Na prática percebe-se que muitos empreendedores
aproveitam recursos hídricos em suas terras, o que significa dizer que a operação e
manutenção dos empreendimentos são, em boa parte, terceirizadas. Levando em
conta este fator, é natural concluir que qualquer adaptação, como por exemplo, às
novas resoluções acarreta um custo extra ao proprietário, que se vê obrigado a
17
comprometer mais uma parte de seu faturamento em algo até então desconhecido.
A viabilidade financeira da adaptação estudada no projeto é comprovada, visto que
os empreendimentos em operação já possuem estações, que apenas necessitam de
ajustes em seu hardware para que possam ser telemetrizadas. E, no caso, dos
empreendimentos em outorga, este custo extra com as novas estações já deve ser
levado em conta ao decidir dar inicio ao processo de construção da usina.
2.4 DOCUMENTOS DE ORIENTAÇÃO
A nova resolução conjunta traz muitas novidades. Esses procedimentos,
ainda desconhecidos por boa parte dos geradores, não são triviais e geram dúvidas.
Antecipando isso, a ANA liberou no ano de 2011 uma série de documentos para dar
suporte àqueles que buscam se adequar à resolução.1
2.4.1 Orientações para elaboração de projeto de instalação de estação
hidrométrica
O primeiro passo para se adequar à resolução será tratado nesse subitem.
Para não se restringir apenas à teoria, no capitulo 4 é utilizado um relatório real
enviado pela PCH Mafrás para a ANA, para que fique claro como os relatórios estão
sendo elaborados na prática. Enquanto que esse subitem abordará o assunto de
forma mais genérica e teórica. Todos os agentes geradores, exceto CGHs, devem
apresentar à ANA um relatório hidrológico completo. Da resolução 03, Art. 3º tem-se:
Art. 3º O concessionário ou autorizado deverá enviar à ANA o projeto de instalação das estações, conforme modelo indicado pela ANA no seu endereço virtual, no prazo de até 6 meses contados da data da concessão ou autorização (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS,2011).
1 Neste item, são abordados os documentos liberados pela ANA até a presente data da elaboração
desse projeto. Espera-se que o leitor entenda os detalhes e consiga se guiar para se adequar à nova resolução.
18
Vale lembrar que este prazo de seis meses citado no Art. 3º é para
empreendimentos que obtiveram a concessão após a publicação da resolução. Para
os que já se encontravam em operação ou fase de construção devem seguir os
prazos estipulados nos § 1º e 2º do Art. 5º.
Este modelo, o qual o artigo se refere, trata-se de um documento produzido
pela ANA, que contém as diretrizes para a elaboração de um relatório padrão.
As orientações são completas, vão desde a forma como a capa inicial deve
ser redigida, explicitando o título, contracapa e conteúdo.
A forma de envio preferencial é através de mídia eletrônica (Compact Disc),
para o endereço da ANA em Brasília.
Na introdução do relatório, o agente deve criar um resumo sobre os aspectos
gerais da resolução nº 03 de interesse ao projeto de instalação, bem como
características do empreendimento elétrico, que incluem nome, potencia instalada,
localização e dados do reservatório.
O concessionário ou autorizado deve inserir ilustrações da UHE ou PCH, a
fim de comprovar a fase de implantação, bem como mencionar o objetivo do
monitoramento proposto, de forma geral, cotejando a área de drenagem incremental
versus o número de estações a ser implantadas.
A bacia hidrográfica deve ser apresentada com informações básicas como
extensão, altura média, e informações gerais de clima, bem como usinas à montante
ou jusante. As informações de estações hidrológicas de outros empreendimentos
que estejam localizados na mesma bacia devem ser informadas, bem como os
respectivos responsáveis por cada uma delas.
A ANA encoraja os responsáveis pela elaboração para que utilizem gráficos,
tabelas e mapas, que facilitam a visualização e apresentação dos dados.
Finalizada as informações básicas do empreendimento, o concessionário
deve apresentar sua proposta da rede de monitoramento, levando em conta as
definições da resolução. A elaboração do Projeto poderá ser apoiada por gráficos e
imagens, conforme mencionado acima, além de estações em operação na bacia em
análise, contato com empresas operadoras e inspeções de campo para confirmação
dos pontos de monitoramento pré-definidos em escritório.
O projeto deve contemplar, obrigatoriamente, o mapa e diagrama unifilar da
Bacia Hidrográfica, informações das visitas de campo, com fotos e relatórios, uma
tabela consolidada com a proposta da rede de monitoramento e por fim, indicação
19
dos locais no reservatório onde haverá monitoramento da qualidade de água. Em
situações específicas em que, inicialmente, há a impossibilidade de instalação do
quantitativo total de estações exigidas, a ANA fará a avaliação técnica do projeto e
decidirá a respeito. Nesse caso, a situação deverá ser justificada pelo
concessionário, onde apresentará todas as justificativas necessárias a avaliação da
ANA.
Um cronograma de atividades também deve ser apresentado no relatório,
buscando obedecer aos prazos estipulados pelo Art° 4 da resolução.
Os anexos ficam a critério do concessionário de geração, e devem ser
adicionados ao fim do documento.
2.4.2 Qualidade e consistência dos dados
Ao se mencionar a qualidade dos dados, ressalta-se que a ANA disponibiliza
aos geradores o documento intitulado: DIRETRIZES E ANÁLISES
RECOMENDADAS PARA A CONSISTÊNCIA DE DADOS FLUVIOMÉTRICOS,
publicado em maio de 2011.
Neste documento, a agência menciona que todos os dados coletados pelas
estações devem ser verificados. Todo ano, o gerador é obrigado a enviar um
relatório, referente ao ano anterior. No Artigo 6 da nova resolução tem-se:
Art. 6º Os concessionários ou autorizados deverão encaminhar à ANA, até o dia 30 de abril de cada ano, relatório de consistência dos dados gerados no ano anterior, no modelo indicado pela ANA no seu endereço virtual, incluindo os dados pluviométricos, limnimétricos, fluviométricos, sedimentométricos e de qualidade da água, bem como as curvas de descarga líquida e sólida atualizadas. Parágrafo único. Os relatórios de consistências serão analisados e disponibilizados pela ANA no seu endereço virtual (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
Para que haja uma padronização na elaboração desse relatório, o
documento acima citado traz desde informações sobre a metodologia, o que constar
na capa, contracapa e conteúdo, como também o formato de envio (mídia digital).
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O conteúdo do relatório segue os itens abaixo descritos: 5.1 Descrição da metodologia para análise de cotas. 5.2 Descrição da metodologia para análise de medições de descarga líquida. 5.3 Descrição da metodologia para análise e traçado de curvas-chave. 5.4 Descrição da metodologia para análise e traçado das extrapolações de curvas-chave, tanto para o ramo inferior quanto para o ramo superior da curva-chave. 5.5 Descrição da metodologia para análise de vazões. 5.6 Descrição da metodologia para preenchimento de falhas de cotas e/ou vazões. 5.7 Informações que devem constar em anexo aos relatórios de consistência: 5.7.1 dos os materiais e arquivos em meio digital que tenham sido elaborados ou consultados para realizar a análise de consistência, incluindo: 5.7.1.1 Mapas da bacia ou sub-bacias. 5.7.1.2 Diagrama unifilar da bacia ou sub-bacias. 5.7.1.3 Fichas descritivas das estações analisadas. 5.7.1.4 Históricos das estações analisadas. 5.7.1.5 Fichas de campo digitalizadas que foram citadas no relatório. 5.7.1.6 Ferramentas e referências bibliográficas em meio digital que foram utilizadas para realizar a análise de consistência. 5.7.2 Gráficos e/ou tabelas que apresentem o resultado da análise global de cotas e vazões das estações em cada bacia hidrográfica, dentre eles: 5.7.2.1 Gráfico de Cotas Médias Diárias Brutas Versus Tempo. 5.7.2.2 Gráfico de Cotas Médias Diárias Consolidadas Versus Tempo. 5.7.2.3 Gráfico de Cotas Médias Diárias Consolidadas e Cotas Médias Diárias Brutas Versus Tempo. 5.7.2.4 Gráfico de Perfis Transversais. 5.7.2.5 Gráfico de Curvas-chave com Medições de Descarga. 5.7.2.6 Gráfico de Cotas/Chuva versus Tempo. 5.7.2.7 Gráfico de Vazões/Chuva versus Tempo. 5.7.2.8 Gráfico de Vazões Médias Diárias versus Tempo. 5.7.2.9 Gráfico de Vazões Médias Mensais versus Tempo. 5.7.2.10 Gráfico de Vazões Máximas Mensais versus Tempo. 5.7.2.11 Gráfico de Vazões Mínimas Mensais versus Tempo. 5.7.2.12 Gráfico de Vazões Máximas Anuais Versus Tempo. 5.7.2.13 Gráfico de Vazões Mínimas Anuais Versus Tempo. 5.7.2.14 Gráfico de Vazões Específicas Médias Diárias versus Tempo. 5.7.2.15 Gráfico de Vazões Específicas Médias Mensais versus Tempo. 5.7.2.16 Gráfico de Vazões Específicas Máximas Mensais versus Tempo. 5.7.2.17 Gráfico de Vazões Específicas Mínimas Mensais versus Tempo. 5.7.2.18 Gráfico de Vazões Específicas Máximas Anuais Versus Tempo. 5.7.2.19 Gráfico de Vazões Específicas Mínimas Anuais Versus Tempo. 5.7.2.20 Gráfico de Vazões Específicas Médias versus Área de Drenagem. 5.7.2.21 Gráfico de Vazões Específicas Diárias para Diversas Permanências versus Área de Drenagem. 5.7.2.22 Gráfico de Vazões Específicas Mensais para Diversas Permanências versus Área de Drenagem. 5.7.2.23 Gráfico de Vazões Específicas Mensais para Diversas Permanências versus Área de Drenagem. 5.7.2.24 Freqüência de Cotas Acima da Máxima e Abaixo da Mínima Descarga Medida por Ano. 5.7.2.25 Freqüência de Cotas Acima da Máxima e Abaixo da Mínima Descarga Medida por Período de Validade de Curva-chave. 5.7.2.26 Consistência de Vazões Médias Mensais (Incremental Negativo – Incrementais Mensais). 5.7.2.27 Teste de Continuidade de Vazões Médias Mensais.
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5.7.2.28 Curvas de Permanência de Vazões Médias Diárias. 5.7.2.29 Curvas de Permanência de Vazões Médias Mensais. 5.7.2.30 Curvas de Permanência de Vazões Específicas Médias Diárias. 5.7.2.31 Curvas de Permanência de Vazões Específicas Médias Mensais. 5.7.3 Outras Informações: 5.7.3.1 Descrição das obras hidráulicas localizadas na bacia hidrográfica analisada; 5.7.3.2 Descrição geral da bacia, relatando informações sobre tipo e uso do solo, vegetação, relevo, hidrografia, geologia, características das precipitações, etc. (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
A ANA, no uso de suas atribuições, exige de todos os empreendimentos que
a consistência seja realizada. Para ajudar, informam que os softwares Hidro 1.2 e
SiADH 1.2.104 podem e devem ser utilizados para realizar os estudos acima
citados. Todas as análises são atendidas pelos aplicativos da Superintendência de
Gestão da Rede Hidrometereológica (SGH/ANA).
A agência, ainda, destaca que comentários e análises podem e devem ser
feitos sobre cada estação instalada, a fim de incrementar ainda mais os detalhes.
O documento oficial destaca-se que
a consistência de dados fluviométricos deve ser realizada a nível diário, com conseqüente reflexo nas séries mensais, anuais e históricas de cada estação. Sendo assim, os dados com freqüência superior à diária, ou seja, dados horários, a cada 15 minutos ou em qualquer outro intervalo de tempo devem ser convertidos para dados diários. Por exemplo, cotas horárias devem resultar em cotas diárias, as quais devem ser calculadas como sendo a média aritmética simples dos 24 valores correspondentes a um dia ou seja, dos 24 valores correspondentes ao período de 0h às 23h do mesmo dia (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
A consistência deve obedecer ao intervalo de tempo especificado. Cotas
horárias devem resultar em cotas diárias, entre outros detalhes, que são
responsabilidade exclusiva do concessionário ou autorizado de geração.
São disponibilizados, além dos softwares, boletins, fichas de medição de
descarga liquida e sólida, fichas de inspeção, laudos de análises e outros
documentos que ajudarão o responsável pela elaboração do relatório.
Para garantir a total compreensão, a ANA publicou relatórios de casos reais
para que sirvam de base aos novos relatórios que estão por vir.
A ANA finaliza seu documento, “Diretrizes e Análises recomendadas para a
consistência de Dados Fluviométricos”, com recomendações importantes, que são
citadas a seguir:
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As curvas-chave a serem traçadas devem ser equações do tipo potencial,
uma vez que tal forma apresenta significado físico, conforme está bem
explicado na publicação Rantz, S. E. et al. 1982. Measurement and
Computation of Streamflow - Volume 2. Computation and Discharge.
USGS Water Supply Paper 2175, dentre outras. Sendo assim, não devem
ser definidas tabelas cota-descarga, salvo em situações devidamente
justificadas. Se for necessário alterar alguma tabela cota-descarga
existente, seja por inconsistência, seja por necessidade de extrapolação da
curva-chave, deve-se traçar uma nova relação cota-descarga utilizando uma
ou mais equações do tipo potencial com um ou mais ramos (tramos).
• Nas extrapolações de curvas-chave devem ser utilizados, no mínimo, três
metodos distintos para determinar o ramo superior extrapolado.
• Os desvios das medições de vazão em relação à curva-chave válida para
o período da medição devem ser calculados. Valores de diferenças até 5%
são considerados bons e até 10% são considerados satisfatórios,
dependendo da precisão da medição de vazão. Desvios superiores a esses
limites devem ser investigados (DNAEE, 1983, página 67).
• Todos os dados fluviométricos coletados no âmbito da Resolução
Conjunta ANA-ANEEL no 3, devem sofrer análise de consistência. Porém,
toda a série histórica de dados das estações em questão deve ser
considerada, inclusive, verificada a compatibilidade das curvas-chave a
serem definidas para os diferentes períodos considerados.
• Caso a empresa do setor elétrico não seja a entidade responsável por todas as estações de monitoramento de uma determinada bacia hidrográfica onde a mesma possua estações de monitoramento, os dados fluviométricos de estações operadas por outras entidades que estejam mais próximas das estações operadas pela empresa devem ser considerados, a fim de se evitar inconsistências entre os dados dessas estações (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
É possível perceber que a padronização na metodologia utilizada para a
consistência é prioridade na agência, já que diferentes métodos, muitas vezes,
podem levar a resultados distintos e, no longo prazo, atrapalhar o planejamento e
tomadas de ações por parte do governo, ou órgão regulador.
A cooperação entre empresas que possuem empreendimentos em um
mesmo rio deve existir, visto que os relatórios devem considerar tais fatores.
2.4.3 Envio dos dados à ANA
O envio dos dados coletados para o servidor da Agência Nacional de Águas
deve seguir os procedimentos listados no documento: “Procedimentos para envio
dos dados Hidrológicos em tempo real das Estações Telemétricas”, com publicação
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em Junho de 2011, o documento é de responsabilidade da Superintendência de
Gestão da Rede Hidrometeorológica (SGH).
O documento menciona que:
Após envio dos dados em tempo real pelas operadoras, recepção, análise e aprovação automática pelos sistemas da ANA, os dados serão inseridos na base de dados hidrometeorológicos da ANA – Banco de Dados Hidrológicos de Referência - BDHR, sendo posteriormente disponibilizados na internet, por meio do sitio www.ana.gov.br/telemetria (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
Por tratar-se de uma nova resolução, o cadastramento de cada agente
gerador deve seguir alguns passos, e o primeiro deles é o cadastramento no banco
de dados da ANA. Segundo o documento de referência:
O cadastramento das entidades será realizado internamente pela ANA com
base no Cadastro Nacional da Pessoa Jurídica - CNPJ de cada empresa
detentora das Usinas Hidrelétricas.
Para realizar esse cadastramento a ANA solicita que cada empresa envie
para o correio eletrônico [email protected] as seguintes
informações: nome, CNPJ e telefone da Empresa detentora da(s) Usina(s)
até 31/07/2011.
Neste cadastro serão gerados, automaticamente, pelo SNIRH, uma senha para cada Empresa, com base no CNPJ fornecido. Tais senhas serão enviadas para o(s) e-mail(s) cadastrados anteriormente em resposta ao Oficio Circular nº 2/2011/SGH (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
O envio dos dados é responsabilidade dos próprios geradores, que muitas
vezes terceirizam esse serviço para empresas especializadas. O intervalo mínimo
para envio dos dados é horário. É necessário processar, qualificar e transmitir para a
ANA.
A Figura 1 apresenta o diagrama esquemático geral da coleta e transmissão
de dados para a ANA. O esquemático está disponível no documento oficial do
procedimento de envio dos dados.
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Figura 1 – Diagrama esquemático geral da coleta e transmissão de dados para a
ANA.
Analisando a Figura 1, percebe-se que o procedimento inicia-se logo nas
estações em campo. Cada estação contém um Datalogger que lê os dados de nível
e de acumulado de chuva de hora em hora e os salva em sua memória interna. No
modem, os dados provenientes do Datalogger são armazenados na memória e
transmitidos através de um link de comunicação. Antes de serem enviados pela
porta RS232, são codificados.
Os dados não passam de 6 bytes e contém o mês, a hora, o valor do nível e o
acumulado de chuva. São recepcionados por uma Central de Processamento de
Dados, de responsabilidade do gerador. Essa central identifica de qual estação está
recebendo os dados através do numero de série do modem, e são enviados a um
email especifico de cada usina. Esse email contém, em anexo, a mensagem
codificada de 6 bytes. No servidor de e-mails que é iniciado o processo de
decodificação, do formato hexadecimal para decimal. Nesse processo os valores
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são ajustados usando constantes de cada estação e utilizam dados de curvas chave
para calculo de vazão. Este processo se repete de hora em hora.
No processo de decodificação dos dados também são identificados dados
espúrios, que são eliminados. São considerados dados espúrios aqueles que são
impossíveis de serem medidos em condições normais, tais como datas negativas,
dias acima de 31, hora negativa ou acima de 24, bem como nível ou chuvas
negativas, além de um número de bytes maior do que o esperado.
O envio para o órgão regulador ocorre através do WebService, que ao
receber as informações realiza uma nova qualificação dos dados.
Do documento oficial da ANA tem-se que:
Os dados deverão ser enviados pela Internet, utilizando o serviço de
comunicação denominado Web Service, disponibilizado pelo Sistema de
Recepção de dados da ANA, hospedado no seguinte endereço eletrônico:
http://smh.ana.gov.br:8090/wstelemetria/services e o mesmo serviço
disponível via protocolo de envio criptografado em
https://smh.ana.gov.br:8443/ws-telemetria/services. O fluxo de comunicação
deverá ser iniciado pelo aplicativo do usuário através do envio de uma
mensagem ao Web Service com a solicitação do serviço desejado. O Web
Service devolverá uma mensagem de resposta confirmando o recebimento
da solicitação de serviço ao aplicativo do usuário na mesma conexão. A
solicitação de serviço poderá ser atendida na mesma conexão ou
armazenada em filas de processamento nos serviços mais críticos para um
melhor aproveitamento dos recursos de comunicação e de processamento
da Agência Nacional de Águas.
O processamento da solicitação de serviços será utilizado na forma síncrona, ou seja, a solicitação é concluída na mesma conexão, com a devolução de uma mensagem com o resultado do processamento do serviço solicitado. (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
A Figura 2 permite visualizar o fluxo de envio dos dados para o WebService.
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Figura 2 – Fluxo do envio dos dados para o webservice da ANA.
O SNIRH, Sistema Nacional de Informações Sobre Recursos Hídricos, tem
como objetivos:
O SNIRH – Sistema Nacional de Informações Sobre Recursos Hídricos, é um dos instrumentos da Política Nacional de Recursos Hídricos instituída pela Lei Nº 9.433 de 8/01/1997. O sistema tem como objetivos: 1. reunir, dar consistência e divulgar os dados e informações sobre a situação qualitativa e quantitativa dos recursos hídricos no Brasil; 2. atualizar, permanentemente, as informações sobre disponibilidade e demanda de recursos hídricos; 3. fornecer subsídios para a elaboração dos Planos de Recursos Hídricos. À ANA – Agência Nacional de Águas, obedecendo aos fundamentos, objetivos e diretrizes da Política Nacional de Recursos Hídricos, cabe organizar, implantar e gerir o Sistema Nacional de Informações sobre
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Recursos Hídricos (Art.4º, inciso XIV, da Lei Nº 9984/2000). (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
Alguns parâmetros devem ser seguidos para a construção do arquivo enviado
ao webservice, conforme citação retirada do documento oficial: Procedimentos para
envio dos dados hidrológicos em tempo real das estações telemétricas.
a) Login e senha do usuário (CNPJ e senha) usado para autenticar o usuário no SNIRH e garantir a segurança e procedência das informações enviadas; b) Código pluviométrico de 08 dígitos da estação (Exemplo: 00212223); c) Código fluviométrico de 08 dígitos da estação (Exemplo: 10100000); d) O formato para a Data - Hora - Minuto da medição (hora de Brasília sem correção do horário de verão) é: dd/mm/yyyy hh:mm (Exemplo: 16/03/2011 05:00); e) Chuva acumulada no período de coleta na referida data/hora em milímetros com 01 casa decimal (Exemplo: 12.5); f) Nível do corpo d'água na referida data/hora em centímetros e sem casa decimal (Exemplo: 210); g) Vazão medida ou calculada a partir da curva de descarga para a referida data/hora em metros cúbicos por segundo com 02 casas decimais (Exemplo: 120.25) (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
O documento ainda entra na questão do layout do código a ser seguido, mas
o trabalho não abordará os detalhes de programação.
Após o envio dos dados, o WebService retorna uma mensagem confirmando
o sucesso do recebimento. Os detalhes dessa mensagem serão abordados em
seguida.
O envio deve seguir uma padronização dos dados hidrológicos a serem
enviados para o banco de dados da Agência Nacional de Águas. Seguem abaixo os
itens a serem seguidos:
a) Os dados deverão ser coletados nas estações em intervalos de 1 (uma) hora, 30 (trinta) minutos ou quarto de hora (a critério da entidade), tendo como referência a hora cheia (Exemplo: para coleta horária 1:00, 2:00, 3:00..., e etc, ou para quartos de hora 1:00, 1:15, 1:30, 1:45, 2:00, ...). A coleta em intervalos diferentes dos mencionados, desde que inferiores a 60 minutos, e/ou a coleta defasada da hora cheia (Exemplo: 1:50, 2:50, 3:50, 4:50 ...) deverá ser devidamente justificada à ANA para avaliação técnica; b) Os dados de chuva deverão ser acumulados no intervalo de transmissão. Por exemplo, para uma coleta com intervalo horário a chuva registrada às 14:00h deverá corresponder ao valor total da precipitação ocorrida entre as 13:00h e 14:00h; c) A medição do nível do corpo d’água deverá corresponder ao valor instantâneo medido no momento da coleta; d) Os dados de vazão deverão corresponder ao valor instantâneo medido de vazão ou obtidos a partir dos dados de cota aplicados às curvas-chave ajustada para cada seção de medição;
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e) Os dados de nível do rio deverão ser informados em centímetro (cm), vazão em metros cúbicos por segundo (m3/s) e a chuva em milímetros (mm); f) A hora referente a 24:00h deve ser preenchida como 00:00h; g) Os dados coletados nas estações deverão ser transmitidos para o WebService do SNIRH em intervalos máximos de 1 (uma) hora; h) Os dados enviados para a ANA deverão estar na hora de Brasília, sem o ajuste para o horário de verão; i) O separador decimal deverá ser o ponto (.) e não deve ser usado separador para o milhar; j) Caso a estação não tenha uma das informações (chuva, nível ou vazão), o campo correspondente deverá ser deixado em branco; e k) A identificação dos dados transmitidos de chuva será feita a partir do código de 08 (oito) dígitos fornecido pela ANA para estações pluviométricas e os dados de nível do corpo d’água e vazão serão feitas a partir do código de 08 dígitos fornecido pela ANA para estações fluviométricas. (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
Os requisitos gerais de envio dos dados também devem atender os itens
abaixo:
a) O tempo de atraso no envio dos dados de cada estação telemétrica não deverá ultrapassar o máximo de 3 (três) horas; b) O tempo de interrupção no envio dos dados de cada estação telemétrica não deverá ultrapassar o máximo de 96 (noventa e seis) horas; c) A taxa mensal de falhas no envio dos dados de cada estação telemétrica, tomando como referência um intervalo padrão de transmissão de 01 (uma) hora, não deverá exceder 15%; d) A não observância de qualquer um dos três requisitos mencionados anteriormente nas letras “a”, “b” e “c”, deverá ser devidamente justificada à ANA para avaliação técnica; e) Os dados transmitidos para a ANA receberão um status de qualificação (aprovado e reprovado) e status de atraso na transmissão (verdadeiro ou falso); f) Visando evitar o tráfego desnecessário de informações não se deve realizar a transmissão de dados repetidos (já transmitidos anteriormente) para o WebService do SNIRH; g) As informações armazenadas localmente nas estações telemetrizadas deverão ser mantidas pela entidade e disponibilizadas para a Agência caso seja solicitado; h) É de responsabilidade dos concessionários e autorizados manter atualizadas as curvas-chave utilizadas em cada estação para o cálculo dos dados de vazão a partir das cotas medidas, informando prontamente à ANA as alterações realizadas nos seu ajuste; e i) A qualidade dos dados gerados, bem como sua disponibilização horária, são de responsabilidade dos concessionários e autorizados do setor elétrico. (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
Pelos dados acima, percebe-se que a ANA se preocupa em padronizar e
administrar de forma eficiente o envio e layout dos dados. Como o número de
estações espalhadas pelo país é muito grande, seria inviável tentar administrar algo
anarquizado.
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Após o envio dos dados, o usuário terá um retorno sobre a quantidade de
dados transferidos com sucesso para o SNIRH, esta é a única forma de retorno do
sistema.
O relatório de acompanhamento pode ser acessado por
http://smh.ana.gov.br:8090/wstelemetria/services e o fluxo de acesso ao relatório é
exemplificado abaixo, pela figura 3 disponibilizada pela ANA.
Figura 3 – Esquema do fluxo para consulta do relatório de dados enviado a ANA.
Munidos do nome de usuário e senha, códigos pluviométricos e fluviométricos
e as datas iniciais e finais de consulta é possível acessar o WebService para
consultar os dados enviados.
O WebService foi disponibilizado em outubro de 2011.
2.4.4 Plataforma de coleta de dados ( PCDs)
Para atender o Art. 5º da resolução as estações devem possuir alguns
equipamentos específicos. Para ajudar as empresas, a ANA tomou a posição de
orientar os agentes, publicando um guia a ser seguido, onde a flexibilidade do
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mesmo existe, pois não é necessário seguir exatamente o modelo proposto, desde
que, com a topologia similar, o agente consiga atender o Art 5º.
Mesmo antes de a resolução entrar em vigência, a ANA já vinha
modernizando a rede de monitoramento de sua responsabilidade, através da
instalação de PCDs. Vários são os motivos para isso, dentre eles o monitoramento
em tempo real, o sistema de alerta de qualidade de água, volumes armazenados em
reservatórios e acompanhamento de eventos hídricos críticos, como enchentes.
Com todos esses benefícios detectados, a ANA passou a adotar essa esquemática
de estação hidrométrica como referência, e hoje temos acesso ao modelo.
Segundo o documento “Especificações técnicas. Plataformas de Coleta de
Dados (PCDs)”, de julho de 2011:
As Plataformas de Coleta de Dados - PCDs devem ser compostas por, no mínimo:
1 (um) sensor de chuva;
1 (um) sensor de nível da água;
1 (um) sensor de pressão barométrica (no caso de se optar por utilizar um transdutor de pressão absoluta como sensor de nível d’água);
1 (um) sistema de alimentação por captação de energia solar;
1(um) regulador de carga da bateria;
1 (um) sistema de transmissão de dados por satélite ou celular (GPRS); e
1(um) datalogger para processamento e armazenamento dos dados adquiridos.
Além disso, para suporte e proteção de tais equipamentos são necessários:
1 (uma) caixa de acondicionamento;
1 (um) suporte para instalação da caixa de acondicionamento, do painel solar e da antena de transmissão;
1 (um) suporte para instalação do sensor de chuva;
Solução de aterramento; e
Baterias, cabos e conectores para todos os componentes. (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
Com as informações acima, retiradas do documento oficial da ANA, o agente
tem instruções para adquirir todo o hardware necessário, no entanto, a topologia de
instalação ainda não fica clara. Para resolver esse problema, a ANA auxilia também
nessa parte.
Conforme mencionado acima, para suporte e proteção, deve existir uma caixa
de acondicionamento que consiste em um recipiente, que deve conter o datalogger,
o regulador de carga, a bateria e o modem. Como as usinas geralmente se situam
em locais remotos, com exposição máxima aos processos naturais de erosão, o
documento sugere que a caixa de acondicionamento seja robusta, selada
ambientalmente, com algum tipo de tranca, construída com metal inoxidável, à prova
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de chuva, umidade e protegida contra invasão de insetos. Na pratica vemos que em
alguns pontos, o uso de cercas delimitadoras também se faz necessário, uma vez
que animais como vacas e cavalos podem encostar-se à estação.
As conexões exteriores à caixa de acondicionamento devem ser instaladas
seguindo um padrão mais rígido, que segue abaixo:
As conexões a serem instaladas no exterior da caixa de acondicionamento para o acoplamento dos sensores de medição e a entrada extra, da antena de transmissão de dados, do painel solar, da porta de comunicação entre datalogger e computador devem ser instaladas obrigatoriamente na face inferior da caixa e implantadas por meio de conectores 7 ambientalmente selados, do tipo “militar” (exceto o da antena), feitos de material inoxidável, à prova d'água, à prova de alta umidade e à prova de poeira e invasão de insetos. O conector da antena deve ser do tipo N e homologado pela Anatel. Os conectores são específicos para cada tipo de conexão prevista e, ainda, devem estar identificados, de forma a evitar uma conexão equivocada dos componentes da PCD. A seguir apresenta-se a lista mínima de conexões: • 1 (um) conector para o sensor de chuva; • 1 (um) conector para o sensor de nível da água; • 1 (um) conector reserva (de 6 pinos) para ser usado por um eventual sensor extra; • 1 (um) conector para o painel solar; • 1 (um) conector tipo N para a antena de transmissão; e • 1 (um) conector para comunicação datalogger-computador; Todas as entradas e saídas disponíveis no painel de conectores, na face inferior da caixa, devem estar conectadas internamente e protegidas contra potenciais correntes induzidas por descargas elétricas. O conector extra deve estar conectado à interface padrão SDI-12 e para tal, deve-se considerar um sistema de aterramento capaz de fornecer a devida proteção à PCD. A solução de aterramento a ser fornecida deve ser constituída de, no mínimo: • Cordoalha de cobre de 5,0 metros de comprimento e área mínima de 25 mm2; • Hastes de aterramento de 2,0 metros (total de 3 unidades) e; • Dispositivos para conectar a cordoalha de cobre na caixa da PCD e nas hastes. O suporte da PCD deve permitir a instalação conjunta da caixa de acondicionamento, do painel solar e da antena de transmissão de dados. Um suporte independente e exclusivo para o sensor de chuva deve ser instalado, de modo que o plano de coleta do sensor esteja a uma altura de 1,5 m acima do solo e livre da interferência dos demais equipamentos da PCD. Tanto o suporte da PCD como o suporte do sensor de chuva devem ser confeccionados em material galvanizado e serem resistentes o bastante para garantir a segurança dos equipamentos em condições adversas de temperatura, umidade e vento. As condições ambientais previstas para a operação das PCDs necessitam satisfazer os seguintes requisitos: • Variação de – 10 ºC a + 55 ºC para a temperatura de operação, representada pela temperatura no interior da caixa de acondicionamento e; • Variação de 0 a 100% para umidade relativa do ar, representada pela umidade no interior da caixa de acondicionamento. (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
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O Datalogger, o sistema de alimentação por captação de energia solar e os
sensores hidrometereológicos devem atender requisitos específicos, conforme
dados abaixo, retirados do documento oficial da ANA.
O Datalogger deve ser de baixo consumo de energia e ser composto, no mínimo, por: • Microprocessador; • Memória interna não volátil do tipo “flash”; • Canais de entrada necessários para conectar todos os sensores; • 1 (uma) entrada serial padrão SDI-12 capaz de conexão com pelo menos 16 sensores no mesmo cabo SDI-12; • 1 (uma) entrada serial padrão RS-485; • 1 (uma) saída para comunicação com transmissor de dados (via GPRS ou satélite) e; • Canal para alimentação. O datalogger também deve possuir porta de comunicação que permita, via computador portátil, a execução de comandos externos para: • atualização de firmware; • programação das rotinas de coleta, armazenamento e transmissão dos dados e informações de interesse (Exemplo: dados hidrometeorológicos, parâmetros de configuração da PCD e dos sensores em operação); • configuração e calibração dos sensores (Exemplo: offset e ganho); • download e upload dos parâmetros de configuração da PCD e dos sensores; • download dos dados e informações armazenados. A lista mínima de conexões é a seguinte: • 1 (uma) entrada para o sensor de chuva; • 1 (uma) entrada para o sensor de nível da água; • 1 (uma) entrada para o sensor de pressão barométrica (no caso de se optar por utilizar um transdutor de pressão absoluta como sensor de nível d’água); • 1 (uma) entrada para alimentação (interface com o regulador de carga da bateria); • 1 (uma) entrada para o transmissor de dados e; • 1 (uma) entrada para comunicação datalogger-computador. Independentemente da interface de comunicação utilizada pelos sensores fornecidos com a PCD, o datalogger deve possuir, pelo menos, 1 (uma) entrada para a interface padrão SDI-12 e 1 (uma) entrada para interface padrão RS-485. As entradas analógicas devem ser convertidas para digital com o mínimo de 12 bits de resolução, os sinais elétricos recebidos dos sensores convertidos automaticamente em suas correspondentes unidades de medição (unidades de engenharia). Cada entrada do Datalogger deve possuir proteção contra transientes induzidos, por meio de aristores, acopladores óticos ou outro tipo de proteção similar. O datalogger deve atender, obrigatoriamente, aos requisitos mínimos de taxa de aquisição, codificação digital e armazenamento de dados, considerando-se os sensores especificados neste documento. O programa de operação e os dados carregados no datalogger devem ser armazenados em memória interna não-volátil, tipo flash, possibilitando que os dados e o programa, bem como o horário e a data (atualizados instantaneamente pelo relógio da PCD), sejam mantidos inalterados no caso de eventual falta de energia. A memória deve ter capacidade suficiente para armazenar os dados coletados por todos os sensores, pelo período
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mínimo de 1 (um) ano, considerando uma frequência de aquisição de 15 minutos, além do registro dos eventos de chuva nesse período. O datalogger deve ser capaz de gerenciar a memória interna, de modo que, quando esta estiver cheia, os novos registros substituam os mais antigos, mantendo a integridade dos dados. No caso de falha de alimentação de energia ou durante a substituição da(s) bateria(s), o datalogger deve ter a capacidade de ser programado para reassumir todas as suas funções no momento em que a carga for restabelecida, sem a perda dos dados e da configuração anterior. O datalogger deve monitorar, armazenar e transmitir os dados relativos ao status da bateria (voltagem) e à temperatura interna. (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
Sistema de alimentação por captação de energia solar:
As PCDs devem ser alimentadas por sistema de captação de energia solar composto de: • Painel solar; • Regulador de carga com potência de, no mínimo, 20 Watts (mesmo que o painel solar seja de potência inferior) e; • Bateria do tipo selada, livre de manutenção e gelatinosa. O sistema de alimentação por energia solar deve ser capaz de recarregar a(s) bateria(s) e, simultaneamente, fornecer a energia necessária para o funcionamento contínuo da PCD,levando-se em conta o consumo do datalogger e do regulador de carga para a operação dos sensores, a medição de chuva e nível da água, e a transmissão remota dos dados em intervalos de 15 minutos. Toda bateria utilizada deve ser recarregável, do tipo selada, gelatinosa e livre de qualquer manutenção e deverá ter capacidade de fornecer energia à PCD durante pelo menos 3 (três) dias sem nenhuma recarga, de forma a garantir a operação sem interrupção das estações em locais ou períodos com baixa insolação. O regulador de carga, componente do sistema de alimentação, deve obedecer rigorosamente à máxima taxa de carga de segurança permitida para a(s) bateria(s) utilizada(s), considerando o nível máximo de tensão da bateria, a fim de evitar qualquer dano, risco de explosão de gás ou sobrecarga da mesma. O fornecedor contratado para fornecer o equipamento deve apresentar, em sua proposta técnica, todos os cálculos detalhados de consumo de energia da PCD (em pleno funcionamento), de forma a demonstrar claramente que o sistema de alimentação a ser fornecido atende aos requisitos e às condições indicadas nesta especificação. (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
Sensores hidrometereológicos:
Os sensores devem atender aos seguintes requisitos. 3.4.1 Sensor de chuva (pluviômetro digital) • Tipo: Tipping-Bucket; • Resolução de 0,20 mm ou 0,25 mm; • Faixa de medição: de 0 (zero) a pelo menos 200 mm/hora; • Exatidão: 0,1 mm ou menor para uma chuva de até 5 mm/hora; • Exatidão: melhor ou igual a 2% em uma chuva entre 05 e 50 mm/hora (inclusive); • Exatidão: melhor ou igual a 5% em uma chuva entre 50 e 200 mm/hora; • Área do orifício externo de captação de água do sensor de 300 a 480 cm2;
34
• Cabo de poliuretano, com proteção de alta durabilidade contra raios ultravioleta, moldado ou similar, com os devidos conectores para ligação entre o sensor de chuva e a PCD, e comprimento mínimo de 05 (cinco) metros; • Fornecido com chave de palheta – reed-switch; • Construído inteiramente em materiais resistentes à corrosão; • O sensor deve conter uma tela fixa na área de captação, na forma de torre, com possibilidade de remoção para limpeza, apropriada para proteger o ponto de entrada da água da chuva contra a entrada de insetos e outros entulhos; • O sensor de chuva deve conter tela(s) no(s) orifício(s) de descarga da água coletada (ponto de saída da chuva coletada), apropriada para evitar a entrada de insetos; • Deve ser provido de funil adicional interno, obrigatoriamente com sifão, para proteção contra o efeito splash, construído em material inoxidável; • O sensor deve ser composto de mecanismo de “báscula” construído integralmente em material inoxidável e suportado sobre mancais/rolamentos em aço inoxidável; • O sensor deve contar com um mecanismo interno de nivelamento a bolha; • Deve suportar a programação de coleta de dados por evento e; • Condições Ambientais de Operação: - Variação de -5 ºC a +55 ºC (faixa de temperatura de operação) e; - Variação de 0% a 100% (faixa de umidade relativa). 3.4.2 Sensor de nível d’água O sensor de nível d’água pode ser tipo “transdutor de pressão”, “radar” ou “ultrassom”. Os requisitos mínimos para cada um deles são os seguintes: • Sensor tipo Transdutor de Pressão - Programável para frequência de leituras entre uma leitura por segundo e uma leitura por dia; - Grau de proteção IP68; - Faixa de medição: 0 a 20 metros; - Faixa de temperatura de operação: 0 °C a + 55 °C; - Exatidão: ±0,1% do limite total, combinando não-linearidade, histerese e repetibilidade; - Sinal de saída em corrente de 4 a 20 mA (2 fios) ou via padrão de comunicação de dados SDI-12 ou RS-485; - Compensação automática da influência de variações de temperatura; - Compensação da influência das variações da pressão atmosférica feita através de instalação de barômetro junto à caixa de proteção; - Conexão elétrica com cabo integral de poliuretano, com os devidos conectores para ligação entre o sensor de nível e a PCD, moldado ou similar, submergível, sem tubo ventilado, e com 100 metros de comprimento e; - Material do corpo do sensor em aço inox ou equivalente. • Sensor tipo Radar - Programável para frequência de leituras entre uma leitura a cada 30 segundos e uma leitura por dia; - Faixa de medição: 1 a 20m; - Exatidão: ± 5mm sobre todo o range de medida; - Resolução: 5mm; - Ângulo Total Máximo de Abertura: 12°; - Faixa de temperatura de operação: -10 °C a + 55 °C; - Faixa de umidade relativa de operação: 0 a 100%; - Sinal de saída em corrente de 4 a 20 mA (2 fios) ou via padrão de comunicação de dados SDI-12 ou RS-485; - Faixa de Alimentação: 9 a 16 Vcc ou amplitude superior; - Conexão elétrica: cabo integral de poliuretano com os devidos conectores para ligação entre o sensor de nível e a PCD, moldado ou similar, e com 100 metros de comprimento;
35
- Material do invólucro inoxidável e resistente às intempéries; - Grau de proteção IP67 ou superior e; - Peso Máximo: 3 kg. 12 • Sensor tipo ultrassônico - Programável para freqüência de leituras entre uma leitura por segundo e uma leitura por dia; - Grau de proteção IP 67 ou superior; - Faixa de medição: 0,5 a 15m; - Faixa de temperatura de operação: 0 °C a + 55 °C; - Precisão: +/- 0,25% do Fundo de Escala; - Ângulo Total Máximo de Abertura: 10°; - Sinal de saída em corrente de 4 a 20 mA - 2 fios, ou via padrão de comunicação de dados SDI-12 ou RS-485; - Compensação automática da influência de variações de temperatura; - Alimentação: 12 a 36 Vcc; - Conexão Elétrica: Cabo integral de poliuretano, com os conectores devidos para ligação entre o sensor de nível e a PCD, moldado ou similar, e com 250 metros de comprimento; - Montagem: Flange ou cano roscado; - Material do invólucro: Material inoxidável resistente às intempéries e; - Todos os componentes (medidor, cabos, acessórios) totalmente protegidos contra umidade. Devem ser fornecidos os demais componentes e acessórios necessários para a correta instalação e funcionamento do equipamento em campo. 3.4.3 Sensor de pressão barométrica O barômetro utilizado para compensar a pressão atmosférica na determinação do nível d’água por meio de transdutor de pressão do tipo absoluto deve atender aos seguintes requisitos mínimos: • Faixa de medição: 600 a 1100 hPa; • Temperatura de operação: -10 °C a + 55 °C; • Resolução: ± 0,2 hPa; • Exatidão entre 0 ºC e + 40 ºC: ± 1 hPa; • Exatidão entre -10 ºC e + 50 ºC: ± 2 hPa; • Exatidão a +20 °C: ± 0,5 hPa. (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
Além de especificações de hardware, o software para configuração dos
sensores e transmissor de dados deve ser compatível com o Windows XP ou versão
mais recente do software da Microsoft. Alguns outros detalhes ainda são
especificados, como por exemplo, a atualização de firmware, requisito obrigatório.
As especificações do software usado para programar o Datalogger visam dar
controle para a ANA, que como órgão regulador, deve sempre conseguir acessar e
alterar dados e informações de qualquer estação. Para garantir que isso fique claro,
o capitulo 3.5 do documento de Plataforma de Coleta de Dados cita que:
Devem ser fornecidos todos os meios (softwares, programas, licenças, etc.) necessários para que o usuário possa realizar, por conta própria, o download dos dados e informações armazenadas na memória interna do datalogger, bem como a programação das rotinas de coleta, armazenamento e transmissão de dados. (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
36
Ou seja, o caminho deve estar aberto para o usuário. Considerando que a
informática, no quesito acessos e liberações, é bem complexa, deve-se dar atenção
aos detalhes, evitando assim multas por parte do órgão regulador.
O documento finaliza as especificações com a configuração geral da
Plataforma de Coleta de Dados, discorrendo os detalhes finais, dando exemplos e
tirando qualquer dúvida do fabricante da estação. Abaixo seguem as especificações:
A seguir são apresentados os requisitos: 3.5.1 Configuração Geral • Permitir a atualização de firmware; • Permitir a identificação da PCD (nome, código, etc.) e; • Habilidade de ajustar a data (dia, mês e ano) e o horário (hora, minuto e segundo). 3.5.2 Programação das rotinas de coleta e armazenamento de dados • Ajustar a frequência e a duração de coleta (amostragem) independentemente para cada sensor ou conjunto de sensores; • Permitir a definição de regras de coleta (por exemplo, registrar o instante de cada “basculada” do sensor de chuva; alterar o intervalo de coleta dos dados de nível d’água em função da variação observada nesses dados; registrar os dados lidos num sensor em função dos dados lidos por um segundo sensor etc); • Permitir o ajuste dos dados de nível d’água do sensor tipo transdutor de pressão a partir do nível de água lido na seção de réguas (estação convencional limnimétrica) e, ainda, fazer a compensação da influência da pressão atmosférica (sensor barométrico); • Permitir o ajuste dos dados de nível d’água do sensor tipo radar com o nível d’água lido na seção de réguas (estação convencional limnimétrica); • Ativar ou desativar sensores para realizar coletas; • Ativar ou desativar sensores para armazenamento dos dados coletados; • Programar a escala e a calibração (Exemplo: offset e ganho) dos sensores; • Permitir a definição do formato de armazenamento e transmissão dos dados e; • Permitir a configuração/programação da interface serial padrão SDI-12 e RS-485. 14 A programação da PCD deve ser realizada a partir do upload de um arquivo (programa de configuração) contendo os dados gerais (sensores, frequência de coleta e transmissão, formato dos dados, etc) pré-gravados. 3.5.3 Programação das rotinas de transmissão de dados • Permitir a configuração da transmissão dos dados por meio das seguintes funções: - Seleção dos dados a serem transmitidos (Exemplo: nível da água dos sensores tipo transdutor de pressão e radar, chuva acumulada, pressão barométrica, etc.); - Definição do formato da palavra de transmissão; - Definição dos parâmetros de status operacional da PCD a serem transmitidos (Exemplo: carga da bateria e temperatura interna); - Definição do intervalo de transmissão (Exemplo: 30 minutos, horário, diário, etc.) e; - Definição dos parâmetros e verificação do status da transmissão FTP (Exemplo: endereço IP, login, senha, status). - Permitir a transmissão de alarmes no caso da ocorrência de eventos pré-definidos. 3.5.4 Download dos dados e informações armazenadas na memória interna
37
• Permitir o download dos dados e informações hidrometeorológicos, inclusive com a possibilidade de filtrar o conjunto de dados a ser baixado pela data de aquisição; • Permitir o download e upload dos parâmetros de configuração da PCD e dos sensores e; • Permitir limpar (apagar) os dados e informações armazenados na memória Interna. (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
A comunicação do sistema deve receber também toda a atenção, tanto da
ANA quanto do gerador. Para isso, especificações detalhadas sobre o sistema de
comunicação também foram publicadas. Temos o modem e a antena como os dois
componentes da parte de comunicação. A ANA informa que existem duas opções
para comunicação, via GPRS e via Satélite.
Abaixo a citação da ANA:
Seguem os requisitos de ambas as opções de comunicação: 3.6.1 Celular (GPRS) • O sistema de comunicação GPRS deve operar nas faixas de transmissão de 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz e 1900 MHz, permitindo estar sempre conectado ("always on"), a uma velocidade de pelo menos 80 kbit/s, caracterizando conexão e transmissão de dados quase instantânea; • O modem deve ter baixo consumo de energia, operar em modo "stand by" e ser compatível com a estação remota, atender aos requisitos de faixa de temperatura de operação de -20 °C a + 55 °C e 0% a 100% de umidade relativa, e possuir dimensões adequadas para instalação na mesma caixa de acondicionamento do datalogger. • O modem deve possuir um buffer (memória interna) e ser capaz de armazenar mensagens de dados que não tenham sido transmitidas, por eventuais falhas de comunicação, e enviá-las assim que a comunicação seja restabelecida; • O modem deve ter também, como característica, a possibilidade de transmissão de dados via tecnologia GPRS classe 10 ou superior, nos modos FTP, HTTP, email e SMS (Short Message Service) em intervalos de tempo definidos pelo usuário, não sendo necessária modificação ou aquisição de mais equipamentos e; • O proponente deve fornecer todos os acessórios tais como antena, cabo e conectores, bem como manuais e software necessários para instalação, operação e manutenção do sistema de comunicação. 3.6.2 Satélite (GOES) • A comunicação via satélite deve ser totalmente compatível com os padrões de comunicação do sistema de transmissão de dados do satélite GOES (Geostationary Satellite Server), satisfazendo os níveis de potência e qualidade do sinal requeridos pelo referido sistema. O datalogger deve ser capaz de ser programado e operar em cada um dos bits que formam a palavra de transmissão; • O modem GOES deve permitir a escolha do canal de transmissão, suportar transmissão de dados a taxas de 100, 300 e 1200 bps, e operar nos modos “Self Timed” e “Random”; • O modem GOES deve possuir receptor GPS (incluso) para ajuste do clock; • O modem GOES deve ser certificado pela National Environmental Satellite, Data, and Information Service (NESDIS) e; • O sistema de transmissão deve ser completo, incluindo todos os equipamentos necessários para comunicação com o datalogger e saída de radiofrequência, antenas, cabos, conexões, manuais e softwares
38
necessários para a instalação, manutenção, operação do sistema e integração com a estação. (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
Na prática, o satélite tem se mostrado mais eficaz. Isso fica mais claro quando
analisamos a qualidade da internet móvel no Brasil. O sistema 3G brasileiro está em
processo de evolução. Do site Mosaico Engenharia tem-se que:
Disponível no Brasil desde 2008, a tecnologia 3G, para acesso à internet por meio da rede celular, ainda enfrenta sérios problemas para conseguir entregar serviços de qualidade aos usuários. No site Reclame Aqui, serviço de defesa do consumidor na internet, as operadoras de telefonia celular ocupam as primeiras colocações no ranking de reclamações. A telefonia e a banda larga 3G hoje atingem mais de 20 milhões de usuários em todo o país. Mas somente a Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel) registrou, em 2010, mais de 30 mil reclamações envolvendo essa tecnologia e seus serviços. Entre as reclamações recebidas pela Anatel e pelo Reclame Aqui, as principais referem-se às falhas na conexão e à redução da velocidade de navegação. (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2011).
Se considerarmos que as estações ficam em regiões remotas, os problemas
aumentam. O que vemos na prática, é que os donos de usinas geralmente fazem
testes com o sistema mais barato (GPRS), buscando a diminuição nos custos. Em
alguns casos o 3G não é estável, inviabilizando a escolha.
A conexão via satélite é mais cara, porém bem mais confiável.
Com as especificações contidas no documento: “Especificações Técnicas -
Plataformas de Coleta de Dados (PCDs)”, o usuário tem toda a base necessária
para informar seu fabricante dos requisitos básicos.
O documento é o mais extenso de todos já publicados para essa resolução,
pois o assunto engloba todos os detalhes técnicos que os aparelhos eletrônicos
devem seguir.
39
3 ASPECTOS TÉCNICOS DO MONITORAMENTO HIDROLÓGICO
3.1 INTRODUÇÃO
Os capítulos anteriores deram ênfase para o ambiente regulatório. Este
capitulo tratar-se-á dos aspectos teóricos dos diferentes tipos de monitoramento
exigidos pela resolução, assim como seu papel na estação hidrométrica como um
todo.
3.2 A ESTAÇÃO
A estação hidrométrica é um conjunto de equipamentos, e deve ser instalada
em locais definidos no Projeto de Instalação da Estação Hidrométrica, conforme
mencionado no item 2.
Figura 4 – Estação Hidrométrica instalada em Campo. PCH Rio Tigre.
40
A figura 4 possibilita visualizar uma estação completa e instalada na PCH Rio
Tigre, sua estrutura será detalhada ao longo deste subitem e consiste de uma
armação de ferro, para dar sustentação aos equipamentos da PDC, da caixa de
acondicionamento, que conforme mencionado no item 2.4.4, abriga os
equipamentos eletrônicos, de um painel solar para carregar a bateria interna, a
antena de satélite que é responsável pelo envio dos dados e um para-raios, para
proteção do sistema contra descargas atmosféricas.
Figura 5 – Caixa de acondicionamento da Estação Hidrométrica – PCH Rio
Tigre.
Pela figura 5 demonstra com maior nitidez a disposição dos equipamentos. É
importante salientar que a ANA não exige uma topologia única, mas, apenas, que os
parâmetros sejam cumpridos. As estações podem ser montadas com os mais
diversos modelos e fabricantes de cada item, desde que atendam os requisitos.
Abaixo serão detalhados os equipamentos da estação instalada na PCH Rio Tigre,
para fins de análise de um caso especifico.
Dentro da PCD ficam acondicionados/fixados os seguintes itens:
Datalogger
Regulador de tensão
Modem satelital
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Bateria estacionária
O Datalogger utilizado na foto acima é do modelo IP-7500 e foi desenvolvido
especificamente para atender aos padrões da ANA. É alimentado de 7,5Vdc até
15Vdc, tem um consumo médio de 12mA, capacidade de memória para 4000
registros (obedecendo o padrão ANEEL de leitura e transmissão dos dados de hora
em hora) e possui uma porta analógica com tensão de 04 a 20mA para o sensor de
pressão hidrostático. Além da analógica, conta com uma porta digital contato seco,
para contagem das básculas do pluviômetro. Tem uma resolução de 0,1% do fundo
de escala para o sinal analógico. As dimensões são 180mm x 150mm x 100mm,
com um peso de 500g, temperatura de operação de -25 a +75ºC e com
comunicação através de uma porta serial RS232.
O sensor pluviométrico possui um formato de funil, é construído com plástico
ABS, com grande resistência aos raios solares UV, com borda em ângulo de ataque
que direciona a agua da chuva ao fundo do referido funil, o mesmo possui um orifício
em seu centro e direciona o fluxo para o mecanismo interno (báscula), o qual mede
a precipitação em 0,2mm por cada acionamento da báscula.
O transmissor/Modem Satelital é programável, permitindo alteração via
comandos pela RS232, é alimentado de 12 a 24 Vdc, tem um consumo médio de
1,5mA ao transmitir dados e 55mA ao receber.
O Sensor de Nível é uma solução de alta tecnologia com seu sistema
eletrônico micro-processado. É utilizado em diversas situações como:
monitoramento de rios, lagos, barragens, sistemas de segurança contra enchentes,
etc. É mecanizado em aço inoxidável com grau de proteção IP68. Geralmente
suspenso por um cabo, que tem no seu interior um pequeno tubo de respiro
(compensação atmosférica ). Saída de 04 a 20 mA e alimentação de 9 a 30Vcc.
O painel Solar faz parte do conjunto de alimentação da Plataforma de Coleta
de Dados juntamente com o Regulador de Carga e a Bateria Estacionária. Células
de policristalino são utilizadas na construção do mesmo, tem a função de captar a
luz solar e transformar em energia elétrica Vcc. Tem uma potência de 20 Watts.
O regulador de Carga faz parte do conjunto de alimentação da Plataforma de
Coleta de Dados, juntamente com o Painel Solar e a bateria estacionária. Ligado
entre o painel solar e a bateria estacionária, funciona como um gerenciador de carga
e descarga, mantendo a bateria dentro de padrões ideais de funcionamento,
42
assegurando ao conjunto de alimentação longa vida útil. Controla a carga/flutuação
e também desliga a saída automaticamente, quando a bateria esta com baixa carga,
evitando desta forma a inutilização da mesma. Controla saída desligando quando a
tensão cai para 11,3V a 11,5V e religando-a quando a bateria, ao recebe carga,
atinge 12,5V a 12,7V
A bateria estacionária faz parte integrante do conjunto de alimentação da
Plataforma de Coleta de Dados juntamente com o Painel Solar e o regulador de
tensão. Ligada ao regulador de tensão, que tem a função de proteger a mesma. Tem
a função de alimentar eletricamente o Datalogger e o modem de transmissão
satelital, quando a luz solar não se faz presente (noite ou dias muito nublados).
A antena satelital é a responsável por conectar o modem aos satélites de
baixa orbita por intermédio de um cabo coaxia, conectada ao modem por conector
BNC macho, fazendo parte do conjunto de comunicação para o tráfego dos dados
coletados pelo data logger e transmitidos ao modem pela porta serial RS232. Opera
na faixa de 130 a 174 MHz.
O para-raios utilizado é do tipo Franklin, de 4 pontas, e destina-se a recepção
de descargas elétricas atmosféricas.
3.3 PLUVIOMETRIA
Na atual resolução o pluviômetro é uma peça fundamental. O aparelho, que é
responsável pela coleta de dados de precipitação, tem registros de uma possível
primeira utilização em 1245, na China. No Ocidente, o primeiro registro veio a
ocorrer em 1639.
O papel desse aparelho é medir o nível da chuva, em milímetros. Quando
dizemos que determinada região recebeu uma chuva de 30 milímetros, significa
dizer que uma lâmina de 3 centimetros de água, que é equivalente a 30 litros de
liquido por metro quadrado na superfície.
Qual a real importância do pluviômetro? Do website pessoal de Fernando
Dannemann, temos que:
Apesar de esse aparelho medir a quantidade de chuva caída em determinado período de tempo, acompanhando sua dinâmica em cada região, ele não impede inundações nem deslizamentos. Mas por meio dele é possível orientar a realização dos trabalhos preventivos, como o da instalação de sistemas de captação e escoamento de águas pluviais,
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capazes de suportar a vazão da água da chuva em áreas impermeabilizadas por concreto e asfalto, ou então a indicação de áreas onde exista o risco de deslizamento em encostas, permitindo a adoção de medidas emergenciais que evitem a ocorrência de tragédias. Nesse caso, sensores de deslocamento de solo são instalados juntamente com os pluviômetros, para que os técnicos obtenham informações sobre como o terreno está se comportando. (DANNEMANN, 2011)
Da citação acima, fica claro que o trabalho que é realizado após a coleta e
analise dos dados é de grande importância. Politicas de segurança urbana se
baseiam nesses dados para tomar medidas necessárias contra enchentes e
alagamentos.
O site da prefeitura de São Paulo, notícia publicada em 12 de maio de 2011,
menciona que o município de Jabaquara se beneficia dos dados pluviométricos,
conforme citação abaixo:
Nove réguas de nível e sete pluviômetros foram instalados na subprefeitura do Jabaquara:Rocinha, Pinheirinho, Vila Clara, Mendes Gaia, Parque do Nabuco, Vietnã II e Muzambinho, Vietnã I e II, Pinheirinho, Vila Clara, Alba, Beira Rio, Ponte da Fonte, Atos Damasceno e Guian Corruíras.Os equipamentos servem como medidor de milímetros de chuvas por metro quadrado, em áreas sujeitas a deslizamentos e transbordamento de córregos, respectivamente. A medida é preventiva e permite que os Núcleos de Defesa Civil (NUDECs), voluntários capacitados pelo órgão, alertem a unidade local da Defesa Civil em situações de risco de deslizamento ou enchente. (JABAQUARA-SP, 2011)
Para o município supracitado, a política preventiva pode salvar vidas e
melhora muito a qualidade de vida dos cidadãos.
Conforme citado no item 2.4.4, o pluviômetro digital que atende à resolução
deve ser do tipo Tipping-Bucket. Esse modelo de pluviômetro consiste de um
recipiente no formato funil, que coleta e direciona a água da chuva até uma espécie
de gangorra, que ao receber uma quantidade especifica de água, pende para um
dos lados e registra uma medição. A quantidade de chuva é medida com base na
quantidade de vezes que a gangorra trocou sua posição (Figura 6).
44
Figura 6 – Interior de um pluviômetro estilo Tipping-Bucket.
3.4 FLUVIOMETRIA
Entende-se por fluviometria as técnicas de medição de grandezas
características do escoamento, como níveis d´agua, velocidade e vazões.
As grandezas são observadas numa seção localizada no rio ou canal
chamada posto fluviométrico ou estação fluviométrica, ao qual está associada uma
bacia de contribuição. Além das grandezas já mencionadas (nível d’água, velocidade
e vazão) são também observadas nos postos fluviométricos grandezas relativas à
qualidade das águas. Em geral, no Brasil, são associadas as unidades de “cm” ou
“m” para cotas; para velocidades “m/s” e; “m3/s” ou “l/s” para as vazões.
A fluviometria tem aplicações não restritas a projetos hidráulicos. Também
tem importante papel em projetos de obras de pontes, planejamento e controle de
enchentes e gerenciamento dos recursos hídricos.
Conforme a variação da precipitação em uma região, tem-se uma grande
mudança na quantidade de sedimentos e na vazão dos rios. É de extrema
importância o calculo da descarga líquida e sólida.
Um método fluviométrico sempre se refere a uma seção do rio, portanto,
refere-se também a uma bacia hidrográfica que contribui com este rio. Nessa seção,
instala-se o posto ou estação fluviométrica. Existem ainda postos que medem
apenas o nível d´água, que recebem o nome de postos limnimétricos.
A escolha do local deve ser feita mediante diversos critérios, conforme citação
abaixo:
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A escolha da seção do posto fluviométrico, no caso de métodos de medição de vazão que se baseiam em áreas e velocidades de escoamento, é feita com base em critérios adequados. O estirão sobre o qual se situa a seção deve ser retilíneo, com filetes líquidos paralelos, seções transversais pouco variáveis, margens e fundos estáveis, e não devem ter em sua extensão ilhas ou bancos de sedimentos. A seção do posto deve ter forma regular, facilidade de acesso durante todo o ano, não se situar próximo a confluências de outros cursos d’água, ter leito definido, que concentre adequadamente as vazões de máxima estiagem e margens altas que contenham as enchentes, dando continuidade às observações nos períodos extremos do regime fluvial. (CARVALHO, 2010)
O posto fluviométrico pode ser telemetrizado ou não. No caso não
telemetrizado, um observador geralmente coleta os dados visualmente, anotando
em uma planilha de dados o nível d´água duas vezes ao dia, às 7 e 17 horas.
Quando se trata de limnimetria, ou estudos dos níveis d´agua, tem-se lances
de réguas instaladas em uma seção do rio, que dão ao observador a medida exata
do nível do rio.
Já a vazão de um rio, que é conceituada como sendo o volume de agua que
passa por uma determinada seção em um intervalo de tempo, é medida,
normalmente, de forma indireta a partir da medida de velocidade ou de nível.
Existem algumas metodologias para a medida da vazão, ou descarga liquida.
Conforme Iran Carlos Stalliviere Corrêa,
a medida de vazão em uma seção transversal de um canal fluvial é efetuada, normalmente, com o auxílio de “molinete”, com o qual se obtém a medida da velocidade da corrente fluvial em pontos pré-estabelecidos. O molinete é um equipamento destinado a medir a velocidade da água em qualquer profundidade do curso d’água (Fig.3). Este equipamento assemelha-se a um cata-vento, cujas hélices giram com maior ou menor velocidade, dependendo da velocidade do vento. O molinete hidráulico faz o mesmo e suas hélices giram mais rapidamente conforme a velocidade do fluxo de água que passa pelas mesmas. Existem molinetes que são utilizados para ambientes com baixa velocidade de fluxo de vazão e outros para ambientes de alto fluxo de vazão, os resultados obtidos podem ser digitais ou analógicos. Os molinetes podem ser montados em suportes ou serem suspensos por cabos. Para efetuar-se a tomada das medidas, coloca-se o molinete em uma determinada seção do curso d’água, variando as posições, não só ao longo da seção, mas também ao longo da profundidade. Antes da utilização do molinete, para a tomada de dados, o mesmo deve ser aferido em um laboratório de hidráulica, para que se tenha uma perfeita relação entre o número de voltas dadas pela hélice do molinete com a velocidade da água, em um intervalo de tempo considerado. Para isso o molinete deve ser aplicado em velocidades de correntes conhecidas, contando-se assim, o número de voltas que o mesmo dá em 60 segundos. (CORREA, 2010)
46
A figura 7 demonstra o molinete de hélice, equipamento citado no artigo de
Corrêa.
Figura 7 – Molinete de hélice
Dos resultados obtidos por um molinete são criadas tabelas. A tabela 1
mostra a relação de velocidade com o numero de voltas no molinete.
TABELA 1 – TABELA DE CONVERSÃO
Essas tabelas ou gráficos serão aplicados nas medições efetuadas em
campo.
Ainda do artigo de Corrêa tem-se que:
a velocidade da corrente de um fluxo fluvial é, normalmente, maior na parte central de um rio do que em suas margens. Em função dessa variação da velocidade da corrente em diferentes pontos da seção transversal, devem-se obter medidas em diversos pontos tanto na superfície da seção transversal como em diversos níveis em cada seção vertical. (CORRÊA, 2010)
47
As figuras 8 e 9, localizadas, demonstram o que foi citado.
Figura 8 – Perfil de velocidade como os respectivos pontos de medição
Recomendado.
Figura 9 – Seção transversal com indicação das verticais e representação da
velocidade da corrente medida.
Fica claro que uma simples medição em um ponto, até então desconhecido
do rio, pode levar o técnico a coletar dados errôneos, uma vez que diferentes pontos
da seção transversal podem apresentar diferentes medidas.
Uma formula muito utilizada para obter a relação entre a velocidade do fluxo e
a rotação da hélice com o molinete é: V= a * N + b. Onde V - velocidade de fluxo
(m/s); N - velocidade de rotação (m/s); a e b - são constantes (fornecidas pelo
fabricante do molinete). Com esse dado calcula-se a vazão liquida, seguindo a
equação: Ql = Vm * A, onde: Ql - descarga liquida; Vm - velocidade média na seção
de controle (m/s); A - área molha da seção de controle m².
Para melhorar os cálculos, o levantamento batimétrico é recomendado. Esse
levantamento permite aprimorar o conhecimento da morfologia de fundo para a
48
determinação da localização do perfil vertical e de sua profundidade. A vazão do rio
é calculada, então, pelo processo do molinete. Segundo técnicos da área, essa
atividade tem se mostrada simples e eficaz, e sua precisão pode ser aumentada de
acordo com o interesse do técnico em realizar mais medições em uma quantidade
maior de pontos na seção transversal e vertical do rio.
3.5 SEDIMENTOMETRIA
A análise de sedimentos em um rio é extremamente importante. Para a
resolução 03, temos a análise de hidrosedimentos como uma das obrigações, ou
seja, a descarga sólida. O termo descarga sólida se refere à quantidade em
movimento.
A importância do conhecimento da quantidade de sedimentos sendo
transportados em um rio é muito bem exemplificada por Lima:
O conhecimento da quantidade de sedimentos transportados pelos rios é de suma importância para a conservação e aproveitamento dos recursos hídricos de uma região. Os danos causados pelos sedimentos dependem de sua quantidade e de sua natureza, que por sua vez, dependem dos processos de erosão, transporte e deposição. Os problemas começaram a surgir a partir do momento em que o homem acelerou tais processos naturais, ocupando, de forma desordenada e irresponsável as áreas próximas aos rios. Os sedimentos exercem uma relação com os parâmetros de qualidade da água, uma vez que este, ao ser transportado para o corpo hídrico pode carregar consigo outros elementos que podem ser benefícios ou malefícios para o meio ambiente e os usuários deste recurso (LIMA, 2004).
Como citado acima, o processo é natural, porém acelerado pela ação do
homem. Como estamos alterando a velocidade com que esses deslocamentos
ocorrem, é importante conhecermos bem as consequências e trabalhar nos métodos
que nos ajudam no monitoramento dos sedimentos.
Para empreendimentos hidrelétricos, como PCH´s e UHE´s, a análise dos
sedimentos, se não analisada criteriosamente, pode trazer grandes transtornos para
o gerador. Do Guia de Práticas Sedimentométricas, da ANEEL, com publicação no
ano 2000 menciona que:
49
O conhecimento da descarga sólida é necessário para análises de degradação de uma bacia, verificação da qualidade d’água para abastecimento, estudos de assoreamento de rios e reservatórios, estudos de assoreamento na posição de obras fluviais, bem como para diversas outras pesquisas ambientais e de engenharia. É comum os serviços das entidades só darem importância às medições de descarga em suspensão pela facilidade e menor custo de obtenção, e também pela maior quantidade no curso d’água, ficando o conhecimento da descarga do leito por conta de um fator que nem sempre corresponde à aproximação desejável. Em pequenos reservatórios hidrelétricos, por exemplo, há velocidade de corrente suficiente para que o sedimento em suspensão seja escoado com facilidade, não se depositando. No entanto, o sedimento grosso, como areias e também pedregulhos, é transportado no leito, não sendo escoado pelos condutos e vertedouro, contribuindo diretamente para o depósito no lago. É, então, fundamental que seja também conhecida a descarga do leito e a granulometria do material. Na realidade, para se conhecer suficientemente o regime da carga sólida do rio é necessário medir a descarga em suspensão e a do leito (CARVALHO et al., 2000).
Fica claro, pela citação, que se trata de uma complexa análise, visto que para
determinados empreendimentos ou fins, como uma hidrelétrica, o estudo deve ser
mais criterioso.
No Brasil, os estudos têm sido realizados por redes de amostragem, coleta de
amostras de água e sedimento, análise em laboratório e cálculos para obtenção da
descarga sólida.
A figura 10 mostra um técnico realizando a coleta de sedimentos.
50
Figura 10 – Coleta de hidrosedimentos
Após coletar os dados, o material é enviado a um hidrólogo, que realiza um
relatório com os resultados obtidos.
Diversos são os métodos utilizados para analise dos hidrosedimentos. A
Hydroparner, empresa que atua assessorando clientes com a resolução 03
ANEEL/ANA, utiliza os métodos apresentados por Eaton et al (1995), que consiste
em coletar duas amostras com aproximadamente 2000ml em cada ponto de
amostragem, e com a utilização de cones Imhoff, determinar a concentração em
(ml/L). Utilizando também um condutivímetro para a determinação de sólidos totais
dissolvidos, para obtenção dos valores em mg/L.
51
4 EXEMPLO DE ESTUDO DE IMPLANTAÇÃO
4.1 INTRODUÇÃO
Com o objetivo de enriquecer o trabalho, será apresentado neste capitulo o
estudo de caso da PCH Mafrás. Este documento representa o subitem 2.4.1
Orientações para elaboração de projeto de instalação de estação hidrométrica, que
é de extrema importância, já que se trata do primeiro passo para a adaptação à
resolução. A ANA ao receber o projeto, analisa os dados e decide se é possível dar
continuidade ou não. Como mencionado no item 2, não existe uma topologia
especifica para o projeto, desde que sejam respeitados todos os critérios. É por essa
razão que um exemplo prático já aprovado pela ANA contribui e, consequentemente,
ajuda muito aos que ainda não concluíram essa parte do processo.
4.2 PCH MAFRÁS
O projeto da PCH Mafrás apresenta o padrão normativo requisitado pela
ANA. Faz bom uso de imagens, tabelas e gráficos. Nos anexos não poupou dados
que enriquecem o projeto, e como é de conhecimento dos concessionários, a ANA
sugere, inclusive, que isso seja realizado.
O objetivo do projeto é atender a resolução, mas também estudar a maneira
mais viável para tal. O proposto pela Mafrás, conforme detalhado no Anexo C, foi a
utilização de 3 estações pluviométricas, 3 estações fluviométricas e 2 estações
sedimentométricas. Por se tratar de um projeto de larga escala, muitas variáveis
estão em jogo e isso quer dizer que nem sempre será possível fisicamente seguir a
teoria da resolução. Por determinação da ANA deveria existir uma estação
fluviométrica a jusante da PCH, porém como comprovado por fotos e relatos, na
PCH Mafrás isso não é viável. Dessa maneira, no projeto foi sugerido que a
instalação seja a montante, e não a jusante. Vale citar este detalhe, já que a ANA
aprovou o projeto da Mafrás, o que mostra jogo de cintura da agência, que faz um
bom trabalho com suas atribuições.
O projeto apresenta todos os requisitos necessários para a aprovação da
ANA, e faz isso de maneira breve e com vasta utilização de recursos visuais, o que
facilita o entendimento do mesmo, por completo.
52
Temos o conhecimento através de informação oficial da Mafrás Energia e
Reflorestamento Ltda que o projeto fora aprovado. Em 4 de novembro de 2011 a
empresa recebeu a carta, assinada pelos especialistas em recursos hídricos da
ANA, onde o órgão informa que os requisitos apresentados atendem o respectivo
instrumento legal. O documento é finalizado com uma conclusão dos especialistas,
onde recomendam a implementação imediata do projeto, visando atender os prazos.
Ainda informam que as novas estações serão cadastradas no banco de dados da
ANA, recebendo a devida codificação.
4.3 O PROJETO
Apresenta-se a seguir o estudo hidrológico realizado para o planejamento dos
locais de implantação das estações hidrológicas na região hidrográfica da PCH
MAFRÁS, como requisito inicial para atendimento à referida resolução. As
informações abaixo são de propriedade e autoria da Mafrás Energia e
Reflorestamento Ltda.
A PCH MAFRÁS apresenta as seguintes características (mais detalhes são
apresentados no Anexo C):
Localização: Rio Itajaí do Norte ou rio Hercílio, sub-bacia do rio Itajaí (83) da bacia
do Atlântico Sul (8), no município de Ibirama, Estado de Santa Catarina, na latitude
27° 01' 41"S e longitude 49° 34' 31"W.
Barragem: a adução é realizada por canal de desvio sem presença de barragem de
nível.
Reservatório: Não é formato reservatório no rio Itajaí do Norte.
NA. Máximo (m): 239,5 m
NA. Operacional (m) = 237,8 m
NA. Mínimo (m) = 237,8 m
Potencia da usina: 4 MW
Energia firme: 3,03 MW médios
Queda bruta máxima: 14,50 m
53
Figura 11 - Vista geral da PCH MAFRÁS, com canal de adução e de fuga e casas de
força.
A área da bacia do rio Itajaí do Norte é de 3355 km2 e a área de drenagem da
PCH MAFRÁS é de 3209 km2. A montante da PCH MAFRÁS não existe
aproveitamentos hidrelétricos implantados ou com outorga. A jusante está sendo
implantada a PCH Ibirama.
54
Figura 12 - Diagrama topológico da bacia do rio Itajaí do Norte.
A PCH MAFRÁS está localizada no rio Itajaí do Norte, no município de
Ibirama, estado de Santa Catarina. O rio Itajaí do Norte, também denominado rio
Hercílio, é um dos principais afluentes do rio Itajaí-Açú, os quais pertencem a bacia
do rio Itajaí, cujo exutório encontra-se no Oceano Atlântico, entre os municípios de
Itajaí e Navegantes, com área de drenagem total de 15000 km2. Na bacia do rio
Itajaí foi implantado, na década de 1980, uma importante rede monitoramento
telemétrico da precipitação e vazão, visando à operação do sistema de previsão e
alerta de cheias na bacia, em especial, para as cidades de Blumenau e Rio do Sul.
Ambos os municípios tem histórico de enchentes, o que justifica a
implantação em meados de 1980.
Na figura 12, podemos ver um mapa da bacia do rio Itajaí do Norte:
55
Figura 12- Mapa da bacia do rio Itajaí do Norte
A área incremental da PCH MAFRÁS é igual à área de drenagem da bacia
contribuinte. A tomada de água é realizada a fio d’água, sem a presença de
barragem de nível, fazendo com que não exista área de reservatório. Deste modo,
de acordo com o §3 do art. 2º, o monitoramento será compreendido por 3 estações
pluviométricas, 3 estações fluviométricas e 2 estações sedimentométricas.
56
Além disso, de acordo com o §7 do art. 2º, as estações devem ser instaladas
a montante e a jusante do aproveitamento, visando o controle das vazões afluentes
e turbinadas na usina.
Para a instalação da estação fluviométrica de jusante duas dificuldades são
encontradas. Primeiro, o nível de água do reservatório da PCH Ibirama deverá
alcançar o canal de fuga da PCH MAFRÁS (ANEXO C, Figuras 3.1). A distância
entre o nível de água do reservatório e o canal de fuga deve ser inferior a 100 m, em
um trecho do rio Itajaí do Norte, onde a declividade é elevada, provocando um
escoamento rápido (ANEXO C Figura 3.1) e leito rochoso, dificultando a realização
de medição da vazão, sobretudo em período com escoamento superior a vazão
média de longo período. A segunda dificuldade está relacionada ao comprimento do
canal de fuga até o rio Itajaí do Norte. Ele é de cerca de 50 m, cujo escoamento é
influenciado, a montante pela vazão descarregada nas turbinas e, a jusante pelo rio
Itajaí do Norte (ANEXO C, Figuras 3.2 e 3.3). Nessas condições de controle, torna-
se difícil o estabelecimento de relação unívoca para a curva chave, de modo a
garantir a qualidade do monitormento fluviométrico e/ou sedimentométrico.
Além disso, a jusante do canal de fuga da PCH Ibirama foi implantada uma
estação fluviométrica (ANEXO C, Figura 3.4). A distância entre essa estação e a
estação fluviometrica de Ibirama (83440000) é da ordem 4600 m. O trecho é muito
curto para instalação de mais uma estação fluviométrica, de modo a obter
informações hidrológicas interessantes, a gestão de recursos hídricos e ao setor
energético.
Deste modo, verifica-se que a instalação de uma estação fluviométrica a
jusante da PCH MAFRÁS não apresenta condições operacionais adequadas,
ficando recomendável a sua instalação à montante da mesma.
Seguindo essa linha de ação, foi planejada a instalação das 3 estações
fluviométricas a montante da PCH MAFRÁS (Figura 13). A Tabela 4(Anexo C)
apresenta os dados das seções de implantação das estações fluviométricas,
pluviométricas e sedimentométricas. Essas estações serão instaladas com sistemas
de transmissão de dados. Elas serão compostas de sistemas de armazenamento de
57
dados através de dataloggers, com aquisição de dados a intervalo de tempo horário
ou inferior.
PCH MAFRÁS
ESTAÇÃO PRESGETÚLIO
ESTAÇÃO
ESTAÇÃOJOSÉ BOITEUXLat 26°59'20"Lon 49°37'01"
Lat 27°01'56"Lon 49°35'13"
Lat 27°02'16"Lon 49°36'41"
ESCALA GRÁFICA
0 1,5km
EO
S
N
Figura 13 – Localização das estações a implantar.
Nas Tabelas 1 e 2 são apresentadas as estações pluviométricas e
fluviométricas existentes na bacia do rio Itajaí do Norte. Foi realizada a apresentação
de toda a bacia ao invés de considerar apenas a área incremental, visto que as
dimensões são similares. Estão instaladas 7 estações pluviométricas, do sistema
nacional da ANA, operadas pela EPAGRI e, 3 estações fluviométricas, sendo 2 da
ANA, operadas pela EPAGRI e 1 do Consórcio Empresarial Salto Pilão (CESAP),
58
operadas pela Fundagro. As estações fluviométricas da ANA também realizam o
monitoramento sedimentométrico. A estação fluviométrica do CESAP faz parte da
rede de monitoramento da UHE Salto Pilão, instalada no rio Itajaí-Açú.
A jusante da PCH MAFRÁS está sendo implantada a PCH Ibirama, com formação
de reservatório. Imediatamente a jusante do canal de fuga da PCH Ibirama está
instalada uma estação fluviométrica, a qual não está cadastrada no Portal SNIRH.
A Tabela 3 apresenta as medições realizadas nas estações fluviométricas instaladas
na bacia do rio Itajaí do Norte.
Tabela 1: Rede pluviométrica ativas na bacia do rio Itajaí do Norte
Ordem Código Estação Município Resp. Latitude Longitude 1 2749001
(1) Ibirama Ibirama (SC) ANA -27º03'14.04 -
49º31'00.12
2 2749005 Nova Bremen
Ibirama (SC) ANA -27º02'03.12 -49º35'22.92
3 2649061 Barragem Norte
José Boiteux (SC)
ANA -26º53'42.00 -49º40'19.92
4 2649053 Witmarsum Witmarsum (SC)
ANA -26º55'33.96 -49º48'09.00
5 2649058 Barra do Prata
Vitor Meireles (SC)
ANA -26º41'51.000
-49º49'41.16
6 2650023 Nova Cultura
Papanduva (SC)
ANA -26º41'35.16 -50º08'52.08
7 2650022 Iracema Papanduva (SC)
ANA -26º27'30.96 -49º59'11.04
(1) Estação telemétrica do sistema de previsão e alerta da bacia do rio Itajaí
Tabela 2: Rede fluviométrica ativas na bacia do rio Itajaí do Norte
Ordem (1)
Código Estação Curso de água
SB
Est. Latitude Longitude Resp.
1 83440000 Ibirama Itajaí do Norte
83 SC -27º03'14.04
-49º31'00.12
ANA
2 83345000 Barra do Prata Itajaí do Norte
83 SC -26º41'53.88
-49º49'51.96
ANA
3 83349600 Barragem Boiteux
Itajaí do Norte
83 SC -26º53'55 -49º39'43 CESAP
(1) Estação fluviométrica a jusante do canal de fuga da PCH Ibirama não se encontra cadastrada.
Tabela 3: Medições realizadas nas estações fluviométrica da bacia do rio Itajaí do Norte Ordem
(1)
Código Estação Escala
Registrador de nível
Descarga
Líquida
Sedimentos
Qualidade de água
Telemétrica
1 83440000 Ibirama Sim Sim Sim Sim Sim Sim
2 83345000 Barra do Prata Sim Não Sim Sim Sim Não
3 83349600 Barragem Boiteux
Sim Sim Sim Sim Sim Sim
59
(1) Estação fluviométrica a jusante do canal de fuga da PCH Ibirama não se encontra cadastrada.
Tabela 4: Estações hidrométricas da PCH MAFRÁS
Código Estação Curso de água
Município Latitude Longitude Área (km2)
Tipo
NC PCH MAFRÁS
Rio Itajaí do Norte
Ibirama -27° 01´56,5 -49° 35’13,05 3176 F/P/S
NC José Boiteux
Rio Itajaí do Norte
José Boiteux
-26° 57´18,00
-49° 38´00,80
2512 F/P/S
NC Presidente Getúlio
Rio Krauel Presidente Getúlio
-27º02'15,68 -49º36'40,87 591 F/P
NC – não cadastrada; F – fluviométrica; P – Pluviométrica; S – Sedimentométrica, todas
telemetrizadas.
- ESTAÇÃO PCH MAFRÁS
A estação fluviométrica PCH MAFRÁS localiza-se cerca de 250 m a montante do
canal de adução da Usina PCH MAFRÁS. A secção de réguas foi montada em maio
de 2009, como mostrada na Figura 5.1. As réguas foram instaladas na margem
direita (Figura 5.2). Leituras diárias do nível têm sido realizadas desde a sua
implantação, bem como foram realizadas 5 medições de vazão. A estação
pluviométrica foi instalada no pátio da PCH MAFRÁS. Para facilitar a aquisição e
transmissão dos dados, ela será transferida para a mesma área da estação
fluviométrica. O pluviográfo será instalado na margem direita, cerca de 100 metros
da seção de réguas. Nessa estação será realizado o monitoramento
sedimentométrico.
- ESTAÇÃO JOSÉ BOITEUX
A estação José Boiteux será instalada a 800 metros do centro urbano de José
Boiteux, distando cerca de 10 km a jusante da Barragem Norte. Ela será instalada a
margem esquerda do rio Itajaí do Norte, caminho para Reserva Indígena Duque de
Caxias. A Figura 5.3 (ANEXO V), composta de 4 fotos, apresenta detalhes da área
de implantação da estação José Boiteux.
60
A seção de réguas ficará aproximadamente a 20 metros a jusante da ponte existente
no local, juntamente com o sensor de nível (Figura 5.4 ANEXO V). Nesta estação
será instalado um pluviógrafo, que juntamente com o sensor de nível, terão os dados
coletados a intervalo horário ou inferior, sendo feito transmissão dos dados por
telemetria.
- ESTAÇÃO PRESIDENTE GETÚLIO
A estação Presidente Getúlio situa-se no rio Krauel, afluente pela margem direita do
rio Itajaí do Norte. No município de Presidente Getulio possuía duas estações
hidrométricas, uma fluviométrica, operada no período de 1929 a 1963, com código
83401000. Havia medições de cota e uma estação pluviométrica (código 2749011),
operada no período de 1941 a 1963. Neste contexto, estas estações fluviométricas e
pluviométricas serão reativadas, através da instalação de estações telemetrizadas,
no município de Presidente Getulio, situadas a jusante do centro da cidade, portanto
a jusante do canal extravassor projetado para redução de cheias.
A escolha deste local se deve a elevada densificação de estação ao longo do rio
Itajaí do Norte e a significância que o rio Krauel apresenta para o município de
Presidente Getulio e para a vazão afluente a PCH MAFRÁS.
A estação Presidente Getulio será equipada com um sensor de nível e um
pluviográfo. A transmissão de dados será telemetrizada. A estação será instalada no
rio Krauel, a na margem esquerda, junto à ponte pensil Vendramini (ANEXO V,
Figura 5.5 e 5.6).
A PCH MAFRÁS encontra-se instalada no rio Itajaí do Norte, com área de
drenagem incremental de 3209 km2. Em atendimento a Resolução Conjunta ANEEL-
ANA n. 3 de 10 de agosto de 2010, tem o compromisso de implantar 3 estações
fluviométricas, e estações pluviométricas e 2 estações sedimentométricas. As
condições de escoamento fluvial e a existência de duas estações fluviométricas
localizadas a jusante, inviabilizam a instalação de mais uma estação. Assim, neste
61
projeto é proposta a instalação das estações a montante do aproveitamento
hidrelétrico, mas seguintes condições:
- Estação PCH MAFRÁS, no rio Itajaí do Norte, com fluviometria, pluviometria e
sedimentometria, situada cerca de 250 m a montante do canal de adução;
- Estação José Boiteux, no rio Itajaí do Norte, com fluviometria, pluviometria e
sedimentometria, situada a 800 m do centro Urbano de José Boiteux;
- Estação Presidente Getulio, no rio Krauel, afluente do rio Itajaí do Norte, com
fluviometria e pluviometria, situada a jusante do centro da cidade de Presidente
Getúlio.
A localização das estações visa a melhorar a distribuição do monitoramento
hidrológico na bacia do rio Itajaí do Norte.
Os dados acima apresentados seguem o padrão requisitado pela ANA, e
todos os concessionários ou agentes autorizados devem seguir uma metodologia
que se aproxima do que foi apresentado acima, utilizando fotos, imagens e
levantando os mesmos tipos de dados que a Mafrás.
A publicação desse projeto como um capitulo deste trabalho espera
esclarecer, na prática, como é possível atender os padrões da ANA.
62
5 CONCLUSÃO
Conclui-se pelo presente trabalho que novas resoluções necessariamente
acarretam em complexas adaptações, mas que os motivos para tal, se bem
fundamentados, justificam a dedicação e dificuldades encontradas por aqueles que
devem atender à norma.
A antiga resolução 396, de 1998, já apresentava um bom sistema de
monitoramento hidrológico, onde diversas estações espalhadas pelas bacias do país
já recebiam acompanhamentos e estudos. Mas foi com a mudança para a resolução
n° 03 que tivemos um verdadeiro avanço no monitoramento de estações.
Com o avanço nas tecnologias, a telemetrização de dados trouxe a
oportunidade de monitoramento em tempo real, aumentando drasticamente a
eficiência na analise dos números coletados.
A mudança foi muito significativa e podemos fazer uma analogia com nossa
adaptação ao uso de telefones celulares. Anos atrás estávamos disponíveis para
contato via telefone apenas na presença de um aparelho e linha fixa, hoje é possível
contatar qualquer individuo que possua um aparelho móvel e esteja dentro do vasto
alcance das antenas de telecomunicações. Transmitir uma informação em tempo
real, com uma disponibilidade integral tem grande valor, e no caso especifico das
estações hidrológicas, torna possível a tomada de decisões de grande porte,
referente à segurança publica e meio ambiente.
Podemos destacar o nível de sedimentação dos lagos e a analise de
qualidade da água, também como novidades muito significativas para a
administração de nossos recursos hídricos.
Com a criação da Agência Nacional de Águas, em 2000, o governo pôde
dispor de um órgão exclusivo para os recursos hídricos, que dentre muitas de suas
importâncias e características, impulsionam nosso país na geração de energia
elétrica.
Outro ponto muito positivo da mudança, é que com a tecnologia requisitada
para atender as novas normas, a fiscalização se tornou muito mais simples, uma vez
que o envio dos dados obedece a um cronograma horário continuo. Se o
63
concessionário ou autorizado de geração não está enviando esses arquivos,
necessariamente está falhando com suas obrigações.
Os documentos de orientação se mostram claros e de fácil compreensão por
parte do leitor que busca se adaptar. É de conhecimento da ANA que os arquivos
não abordam amplamente as teorias sobre aspectos científicos dos monitoramentos,
portanto referencias bibliográficas são divulgadas pelo órgão e dão um importante
suporte aos responsáveis pela elaboração dos relatórios e instalações das estações.
Pela analise do estudo de caso apresentado no trabalho, referente à PCH
Mafrás, concluímos que seguindo o roteiro básico proposto dificilmente o
concessionário terá problemas com a nova resolução. Vale a pena salientar que
todos os esforços para relatórios mais completos, como a utilização demasiada de
fotos, mapas, tabelas e gráficos são validos e contribuem com todo o país, já que
todos dependemos dos recursos hídricos, e que por se tratar de uma das forças da
natureza, pode gerar catástrofes ambientais irreversíveis. Pelo perigo à segurança
publica, eficiência na geração de energia e bem estar do meio ambiente é vital que o
controle telemetrizado dos dados de recursos hídricos faça parte de nossa gestão.
A viabilidade econômica não foi tratada com dados substanciais e analisada
de forma criteriosa, já que estamos falando para os empreendimentos em operação,
de adaptações e instalações de pequenos equipamentos. Para os novos
empreendimentos, os custos já fazem parte da analise de viabilidade financeira, pré-
outorga, e certamente não representa um valor expressivo.
64
REFERÊNCIAS
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Acesso em: 27 out. 2011.
_______. Diretrizes e análises recomendadas para a consistência de dados fluviométricos. Brasília, 2011. Disponível em: <http://arquivos.ana.gov.br/infohidrologicas/cadastro/Diretrizes_Analises_Recomendadas_Consistencia_de_Dados_Fluviometricos.pdf>. Acesso em: 01 out. 2011. _______. Especificações técnicas: Plataformas de Coleta de Dados (PCDs). Brasília, 2011. Disponível em: <http://arquivos.ana.gov.br/infohidrologicas/cadastro/EspecificacoesTecnicas_PlataformasdeColetasdeDados.pdf>. Acesso em: 01 out. 2011. _______. Orientações para elaboração do Projeto de Instalação de Estações Hidrométricas. Brasília, 2011. Disponível em: <http://arquivos.ana.gov.br/info hidrologicas/cadastro/ManualparaElaboracaodeProjetodeInstalacaodeEstacoes.pdf>. Acesso em: 09 nov. 2011.
_______. Procedimentos para envio dos dados hidrológicos em tempo real das Estações Telemétricas. Brasília, 2011. Disponível em: <http://arquivos.ana.gov.br/infohidrologicas/cadastro/ProcedimentosEnvioDadosHidrologicosEmTempoRealDasEstacoesTelemetricasRevisaoAgo2011.pdf>. Acesso em: 09 nov. 2011. _______. Resolução nº 142 de 07/04/2008. Disponível em: <http://www.diariodasleis.com.br/busca/exibelink.php?numlink=1-170-34-2008-04-07-142>. Acesso em: 29 nov. 2011. _______. Resolução n° 082, de 24 de abril de 2002. Dispõe sobre procedimentos e define as atividades de fiscalização da Agência Nacional de Águas – ANA, inclusive para apuração de infrações e aplicação de penalidades. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/cedoc/res2002082ana.pdf>. Acesso em: 29 out. 2011. ______. SNIRH – Sistema Nacional de Informações Sobre Recursos Hídricos. Disponível em: <http://www.ana.gov.br/portalsnirh/Sobre/tabid/72/Default.aspx>. Acesso em: 27 out. 2011.
AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA (ANEEL). Disponível em:
<http://www.aneel.gov.br>. Acesso em: 27 out. 2011.
AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA (ANEEL); AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS (ANA). Resolução conjunta nº 003, de 10 de agosto de 2010. Boletim Energia, Brasília, v. 438, n. 8, out. 2010. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/cedoc/res2010003cj.pdf>. Acesso em: 02 nov. 2011.
65
CARVALHO, N.O.; FILIZOLA JÚNIOR, N.P.; SANTOS, P.M.C.; LIMA, J.E.F.W. Guia de práticas sedimentométricas. Brasília: ANEEL, 2000. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/biblioteca/downloads/livros/Guia_prat_port.pdf>. Acesso em: 28 out. 2011.
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SÃO PAULO. Prefeitura Municipal. Defesa Civil do Jabaquara instala
equipamentos para comunidade monitorar chuvas. Disponível em:
<http://www.prefeitura.sp.gov.br/cidade/secretarias/seguranca_urbana/defesa_civil/n
oticias/?p=28089> . Acesso em: 29 nov. 2011.
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ANEXOS
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ANEXO A – RESOLUÇÃO CONJUNTA Nº03, 10 de agosto de 2010.
Art. 1º Estabelecer as condições e os procedimentos a serem observados
pelos concessionários e autorizados de geração de energia hidrelétrica para a
instalação, peração e manutenção de estações hidrométricas visando ao
monitoramento pluviométrico, limnimétrico, fluviométrico, sedimentométrico e de
qualidade da água associado a aproveitamentos hidrelétricos, e dar outras
providências.
§ 1º O monitoramento pluviométrico é o conjunto de ações e equipamentos
destinados ao levantamento de dados de precipitação.
§ 2º O monitoramento limnimétrico, para os fins desta Resolução, é o
conjunto de ações e equipamentos destinados ao levantamento de dados do nível
d’água do reservatório do aproveitamento hidrelétrico.
§ 3º O monitoramento fluviométrico é o conjunto de ações e equipamentos
destinados ao levantamento de dados do nível d’água, bem como medições de
descarga líquida que permitam a definição e atualização da curva de descarga.
§ 4º O monitoramento sedimentométrico é o conjunto de ações e
equipamentos destinados ao levantamento de dados de sedimentos em suspensão
e de fundo, que permitam determinar a descarga sólida total.
§ 5º O monitoramento de qualidade da água é o conjunto de ações e
equipamentos destinados ao levantamento de parâmetros de qualidade da água.
Art. 2º Na definição do número de estações hidrométricas deverão ser
considerados:
I- a área de drenagem incremental de cada aproveitamento, para o
monitoramento pluviométrico, limnimétrico, fluviométrico e sedimentométrico;
II- a área inundada do reservatório para o monitoramento da qualidade da
água.
§1º Entende-se como área de drenagem incremental a diferença entre a área
de drenagem do aproveitamento e o somatório das áreas de drenagem de outros
aproveitamentos outorgados localizados imediatamente à montante.
§2º No caso de aproveitamentos localizados em bacias hidrográficas que
tenham áreas em outros países, a área incremental a ser considerada no caso do
aproveitamento mais a montante localizado dentro do território nacional, será a
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diferença entre a área de drenagem do aproveitamento em questão e a área fora do
país.
§3º As estações com monitoramento pluviométrico, limnimétrico, fluviométrico
e sedimentométrico deverão ser instaladas de acordo com as seguintes faixas e
quantidades:
§4º Os quantitativos de estações definidos para cada aproveitamento
hidrelétrico, com base nesta Resolução, serão mantidos ainda que haja alteração da
área de drenagem incremental em função da outorga de um novo aproveitamento
hidrelétrico a montante.
§5º O monitoramento limnimétrico deverá ser realizado no reservatório do
aproveitamento.
§6º Para aproveitamentos com área de drenagem incremental superior a 500
km² o monitoramento fluviométrico deverá ser realizado a montante, com vistas ao
controle das vazões afluentes, e a jusante do aproveitamento, em local que permita
a medição da vazão defluente, compreendendo as vazões vertidas e turbinadas da
usina.
§ 7º Caso o nível d’água de um reservatório localizado a jusante atinja o canal
de fuga da usina e não haja condições técnicas que viabilizem a instalação da
estação fluviométrica à jusante, deverá ser disponibilizada a defluência total obtida
no sistema de operação da usina.
§8º A impossibilidade de instalação de uma estação fluviométrica a jusante
do aproveitamento não desobriga o agente de respeitar o quantitativo de estações
estabelecido no §3º deste artigo.
§9º Caso as contribuições de vazões incrementais sejam significativas em
relação às vazões defluentes do aproveitamento, adicionalmente ao quantitativo
estabelecido no § 3º deste artigo, deverá ser instalada uma estação fluviométrica a
jusante do aproveitamento em local que possua restrição de vazão máxima
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declarada no Inventário das Restrições Operativas Hidráulicas, publicado pelo
Operador Nacional do Sistema Elétrico - ONS.
§ 10. Para aproveitamentos com área de drenagem incremental superior a
500 km², o monitoramento sedimentométrico deverá ser realizado preferencialmente
a montante e a jusante do aproveitamento, com vistas à determinação das
descargas sólidas totais afluentes e defluentes do aproveitamento.
§ 11. No caso dos aproveitamentos com área de drenagem incremental de 0
a 500km², a ANA, mediante fundamentação, poderá determinar a instalação de mais
uma estação de monitoramento fluviométrico e sedimentométrico.
§ 12. Em aproveitamentos com área inundada superior a 3 km², o
monitoramento da qualidade da água deverá ser realizado em um local do
reservatório, considerando os parâmetros
Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), Fósforo Total, Nitrogênio Total,
Clorofila A, Transparência, pH e Temperatura.
§ 13. No caso a que se refere o § 12, a ANA, mediante fundamentação,
poderá determinar o monitoramento da qualidade da água em até três locais
distintos.
§ 14. Em aproveitamentos com área inundada menor ou igual a 3 km², a ANA,
mediante fundamentação, poderá determinar em um local do reservatório
monitoramento da qualidade da água, conforme os parâmetros estabelecidos no
§12.
§ 15. O monitoramento previsto nos § 12 a § 14 deverá preferencialmente ser
realizado em local já considerado para o atendimento de condicionante da licença
ambiental, quando for o caso. Art. 3º O concessionário ou autorizado deverá enviar à
ANA o projeto de instalação das estações, conforme modelo indicado pela ANA no
seu endereço virtual, no prazo de até 6 meses contados da data da concessão ou
autorização.
Art. 3º O concessionário ou autorizado deverá enviar à ANA o projeto de
instalação das estações, conforme modelo indicado pela ANA no seu endereço
virtual, no prazo de até 6 meses contados da data da concessão ou autorização.
§ 1º Na definição dos locais onde serão instaladas as estações hidrométricas
deve-se evitar sobreposições com estações existentes da Rede Hidrometeorológica
Nacional, sob operação da ANA ou de outras entidades, sendo preferíveis locais
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inéditos, ainda não monitorados na bacia hidrográfica em que se localiza o
empreendimento hidrelétrico.
§ 2º Os locais onde serão instaladas as estações hidrométricas serão
avaliados e aprovados pela ANA, a qual indicará os códigos dos respectivos pontos
de monitoramento, bem como o programa anual de operação das estações.
Art. 4º O concessionário ou autorizado deverá iniciar a operação dos pontos
de monitoramento, seguindo o programa anual de operação das estações e de
acordo com a seguinte tabela:
§ 1º Os concessionários ou autorizados deverão encaminhar para a ANA o
relatório de instalação de cada estação, de acordo com o modelo indicado pela ANA
no seu endereço virtual, em até 2 meses após o início da operação dos pontos de
monitoramento, conforme definido no caput deste artigo.
§ 2º Nos locais de monitoramento fluviométrico e sedimentométrico deverão
ser realizadas, no mínimo, 4 medições no decorrer do ano para fins de definição e
atualização das curvas de descarga líquida e sólida, respectivamente.
§ 3º Nos locais de monitoramento da qualidade da água deverão ser
realizadas, no mínimo, 4 medições no decorrer do ano.
§ 4º As medições de descarga líquida, descarga sólida e de qualidade da
água deverão ocorrer simultaneamente.
Art. 5º Todas as estações hidrométricas com monitoramento pluviométrico,
limnimétrico e fluviométrico deverão ser automatizadas e telemetrizadas, devendo as
informações coletadas serem registradas em intervalo horário, ou menor, com
disponibilização horária à ANA, por meio de serviços de transferência via internet no
formato e endereço indicado pela ANA.
§ 1º Os concessionários e autorizados com área de drenagem incremental
superior a 500km² deverão ajustar o quantitativo das estações de acordo com o art.
2º desta Resolução, bem como os sistemas de coleta e envio de dados das
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estações hidrométricas de forma a atender o caput deste artigo, no prazo de até 12
meses contados da data de publicação desta Resolução.
§ 2º Os concessionários e autorizados com área de drenagem incremental
menor ou igual a 500 km² deverão ajustar o quantitativo das estações de acordo
com o art. 2º desta Resolução, bem como os sistemas de coleta e envio de dados
das estações hidrométricas de forma a atender o caput deste artigo, no prazo de até
18 meses após a publicação desta Resolução.
§ 3º A ANA comunicará à ANEEL as irregularidades identificadas referentes à
operação inadequada das estações e do sistema de envio e coleta de dados, sem
prejuízo da adoção de outras providências de sua competência.
Art. 6º Os concessionários ou autorizados deverão encaminhar à ANA, até o
dia 30 de abril de cada ano, relatório de consistência dos dados gerados no ano
anterior, no modelo indicado pela ANA no seu endereço virtual, incluindo os dados
pluviométricos, limnimétricos, fluviométricos, sedimentométricos e de qualidade da
água, bem como as curvas de descarga líquida e sólida atualizadas.
Parágrafo único. Os relatórios de consistências serão analisados e
disponibilizados pela ANA no seu endereço virtual.
Art. 7º Os concessionários e autorizados deverão realizar análise de
consistência de todos os dados e informações hidrológicos gerados na vigência da
Resolução ANEEL nº 396, de 4 de dezembro de 1998, convertê-los para o formato
indicado pela ANA no seu endereço virtual e enviá-los para a ANA no prazo de até
12 meses contados da data de publicação desta Resolução.
Art. 8º Para as usinas despachadas centralizadamente pelo Operador
Nacional do Sistema Elétrico - ONS, o processo de assoreamento do reservatório
deverá ser avaliado com base na atualização das curvas cota-área-volume realizada
pelo concessionário ou autorizado, da seguinte forma:
I – para empreendimentos que, na data de publicação desta Resolução,
estiverem em operação há oito anos ou mais, a atualização deverá ser feita no prazo
de até 24 meses contados da data de publicação desta Resolução e, a partir da
referida atualização, a cada 10 anos;
II – para os demais empreendimentos não atingidos pelo inciso I, a
atualização deverá ser realizada a cada 10 anos, contados a partir do início de sua
operação comercial.
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§ 1º A proposta do método e dos procedimentos a serem utilizados na
atualização das curvas cota-área-volume deverá ser encaminhada previamente, pelo
concessionário ou autorizado à ANA para avaliação.
§ 2º O concessionário ou autorizado deverá encaminhar à ANA, para
avaliação, um relatório técnico detalhado contendo o método e os procedimentos
utilizados, bem como as tabelas cota x área e cota x volume, e os respectivos dados
eletrônicos e polinômios.
§ 3º Em casos excepcionais, a ANEEL, mediante fundamentação, poderá
determinar que a avaliação do processo de assoreamento do reservatório seja
realizada com periodicidade inferior a 10 anos.
Art. 9º Os dados e informações provenientes das estações hidrométricas e
referentes às curvas cota - área - volume, objetos desta Resolução, serão
disponibilizados pela ANA via Internet.
Art. 10. As declarações de reserva de disponibilidade hídrica e as outorgas de
direito de uso de recursos hídricos para aproveitamento de potenciais hidrelétricos
emitidas pela ANA incluirão condicionante específica de cumprimento das
obrigações referentes à instalação, operação e manutenção de estações
hidrométricas nos termos desta Resolução.
Art. 11 As estações de monitoramento de que trata esta Resolução serão
objeto de acompanhamento e fiscalização por parte da ANA e ANEEL.
Parágrafo único. A atividade de fiscalização da ANA será exercida em
conformidade com o disposto na Resolução ANA nº 82, de 24 de abril de 2002,
republicada em 24 de abril de 2003, e os anexos inseridos por meio da Resolução
ANA nº 142, de 07 de abril de 2008.
Art. 12. O descumprimento de quaisquer obrigações fixadas nesta Resolução
sujeitará os concessionários e autorizados de geração de energia hidrelétrica às
penalidades previstas na Resolução Normativa ANEEL nº 63, de 12 de maio de
2004, e nos arts. 15 e 50 da Lei nº 9.433, de 1997.
Art. 13. Fica revogada a Resolução ANEEL nº 396, de 04 de dezembro de
1998.
Art. 14. A revisão desta Resolução será realizada após dois anos, contados
de suapublicação, por ato conjunto da ANEEL e da ANA, sem prejuízo das
obrigações estabelecidas nesta Resolução.
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Parágrafo Único. O processo de identificação dos aperfeiçoamentos e
aprimoramentos necessários ao regulamento terá início após um ano da publicação
desta Resolução.
Art. 15. Esta Resolução entra em vigor na data de sua publicação.
Assinam a resolução o diretor geral da ANEEL, Nelson José Hubner Moreira e o
diretor presidente da ANA, Vicente Andreu Guillo.
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ANEXO B – RESOLUÇÃO N°396, 4 DE DEZEMBRO DE 1998.
Art. 1º Estabelecer que, em todos os aproveitamentos hidrelétricos, os
Concessionários e os Autorizados ficam obrigados a instalar, manter e operar
estações fluviométricas e pluviométricas na região do empreendimento, nas
condições previstas nesta Resolução.
§ 1º Entende-se por estação fluviométrica o monitoramento limnimétrico
contínuo em determinado local do curso d’água, apoiado por medições regulares de
vazão, que permitam a manutenção atualizada de curva de descarga para o local.
§ 2º Entende-se por estação pluviométrica o monitoramento contínuo da
precipitação num determinado local.
§ 3º O número de estações a serem instaladas será quantificado conforme a
área de drenagem incremental de cada aproveitamento, sendo esta entendida como
a diferença entre a área de drenagem do aproveitamento em questão e o somatório
das áreas de drenagem dos aproveitamentos imediatamente à montante.
I – Deverão ser instaladas estações fluviométricas e pluviométricas de acordo
com as seguintes faixas:
Área de Drenagem Incremental
De 0 a 500 km²
De 501 a 5.000
km²
De 5.001 a 50.000
km²
De 50.001 a 500.000
km²
Acima de 500.000 km²
Número de estações fluviométricas
1 3 4 6 7
Número de estações pluviométricas
- 3 4 6 7
a – as estações referentes a aproveitamentos com área de drenagem
incremental superior a 500 km² deverão ser telemetrizadas, com registro local de
hora em hora, ou em intervalo menor, e disponibilização das informações de, no
mínimo, 3 vezes ao dia.
b – uma das estações fluviométricas deste inciso deverá ser instalada a
jusante do aproveitamento, em local que permita a medição da vazão de jusante,
compreendendo as vazões vertidas e turbinadas.
II – Nos aproveitamentos com área inundada superior a 3,0 km², referida ao
nível d'água atingido pela cheia com tempo de recorrência de 100 anos, deverá,
também, ser instalada uma estação fluviométrica telemetrizada junto ao barramento,
com registro local, de hora em hora, e disponibilização das informações de, no
mínimo, 3 vezes ao dia .
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Art. 2º Os concessionários e autorizados de geração de energia hidrelétrica
deverão manter atualizadas as curvas de descarga das estações fluviométricas
associadas aos aproveitamentos hidrelétricos, informando à ANEEL essas
atualizações, bem como as curvas Cota-Volume dos reservatórios dos
aproveitamentos.
Art. 3º Fixar o prazo de 180 dias para que as concessionárias e autorizadas
de geração abrangidas nesta Resolução ajustem com a ANEEL o programa de
implantação ou adequação das estações mencionadas e respectivos procedimentos
operacionais.
Afonso Henriques Moreira Santos assina a resolução 396.
76
ANEXO C – PROJETO DE IMPLEMENTAÇÃO DE ESTAÇÕES HIDROLÓGICAS
EM ATENDIMENTO À RESOLUÇÃO CONJUNTA N° 3 DE 10 DE
AGOSTO DE 2010 - PCH MAFRAS
Aproveitamento Hidrelétrico PCH Mafrás
Agente de Geração de Energia
Hidrelétrica Mafrás Energia e Reflorestamento Ltda.
Ato de Autorização ou de
Concessão *
RESOLUÇÃO AUTORIZATIVA nº 69, de 2 de março de
2004
Potência Instalada (MW) 4
Rio / Sub-Bacia Hidrográfica [83] Rio Itajaí do Norte
Bacia Hidrográfica [8] Atlântico Sul
Barramento
Latitude / Longitude 27° 01' 41"S / 49° 34' 31"W
Município(s) e Unidade(s) da
Federação em que está localizado o
barramento Ibirama/SC
Área de drenagem total até o
barramento (km2) 3175
Área incremental do
aproveitamento** (km2) 3175
Reservatório
Área inundada no Nível Máx.
Maximorum (km2) 0
Nível d'água Máximo Maximorum
(m) 239,5
Nível d'água Máximo Operacional
(m) 237,8
Nível d'água Mínimo Operacional
(m) 237,8
Volume Máximo Operacional (km3)
Volume Mínimo Operacional (km3)
Número e tipo de estações hidrológicas a instalar de acordo com os critérios da Resolução
03/2010
Fluviométricas 3 a serem instaladas
Pluviométricas 3 a serem instaladas
Limnimétrica junto ao barramento 0
Sedimentométrica 2 a serem instaladas
Departamento e nome do técnico,
funcionário do Agente, responsável
pelas atividades da Resolução
03/2010
Ambitec Serviços Ambientais S/C LTDA
Formação profissional Multidisciplinar
Endereço para contato
Cristo Rei, S/N, Interior,
São João do Oeste - SC, 89897-000
e-mail [email protected]
Números de Telefone e de Fax 47 96415677
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*As obrigações estabelecidas pela Resolução 03/2010 vigoram a partir da data de publicação, no
Diário Oficial da União, do ato de autorização ou de concessão de geração de energia hidrelétrica
.
**Área incremental do aproveitamento, ou área de drenagem incremental, é a extensão da área
de drenagem que resulta de substrair da área de drenagem total, medida até o local de
barramento, as áreas de drenagem de aproveitamentos hidrelétricos autorizados ou
concessionados situados a montante (ver a ilustração). Não havendo aproveitamentos a
montante, a área incremental é a mesma área de drenagem total até o local de barramento.
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Fotos e Imagens de Satélite dos Trechos de Interesse:
Figura 3.1 Vista Geral do canal de fuga da PCH MAFRÁS
Figura 3.2 - Vista a partir do encontro entre o canal de fuga e o rio Itajaí do Norte
(aproximadamente 50 metros).
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Figura 3.3 - Vista a jusante da saída do canal de fuga no Rio Itajaí do Norte,
observando o canteiro de obras da usina de PCH Ibirama
Figura 3.4 – Estação fluviométrica a jusante do canal de fuga da PCH Ibirama
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ANEXO D – Mapas, Imagens e Fotos de Locais para Instalação de
Estações Hidrométricas – PCH Mafrás
Figura 5.1 – Ilustração do lance de réguas estação PCH – MAFRÁS
Figura 5.2 – Localização da estação PCH – MAFRÁS
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Figura 5.3 – A) superior direita – vista margem direita local para instalação
pluviógrafo e torre de transmissão; B) superior direita – vista margem esquerda; C)
inferior direita – detalhe margem esquerda; D) inferior esquerda – vista a montante
para medição de descarga
Figura 5.4 – Localização da estação José Boiteux
A
C
B
D
82
Figura 5.5 – Ponte pênsil para instalação da estação de Presidente Getúlio
Figura 5.6– Localização da estação Presidente Getúlio.
