Sistemas complexos de chamin\u00e9s de equl\u00edbrio em aproveitamentos hidroel\u00e9ctricos<\/p>\n
A produ\u00e7\u00e3o hidroel\u00e9ctrica \u00e9 um dos sectores onde as energias renov\u00e1veis desempenham um papel muito importante no controlo dos problemas ambientais, numa perspectiva de reduzir as emiss\u00f5es gasosas, visando cumprir o protocolo de Quioto. De igual modo deve ser equacionada a sua contribui\u00e7\u00e3o para a resolu\u00e7\u00e3o de outras quest\u00f5es e os correspondentes benef\u00edcios sociais e econ\u00f3micos. Nesse sentido, tem-se verificado um acentuado desenvolvimento na implementa\u00e7\u00e3o de aproveitamentos hidroel\u00e9ctricos, que apresentam, comparativamente a outras fontes de produ\u00e7\u00e3o de energia, a vantagem de aproveitar um recurso energ\u00e9tico renov\u00e1vel, ainda que limitado, aliado a um relativamente reduzido impacto ambiental. Refira-se neste contexto a actual posi\u00e7\u00e3o da Comunidade Europeia sobre estas tem\u00e1ticas, que fixam a meta de 12% da produ\u00e7\u00e3o energ\u00e9tica em 2010 ser proveniente de recursos renov\u00e1veis. Para cumprir a directiva comunit\u00e1ria 2001\/77\/CE que estabelece para Portugal que 39% da produ\u00e7\u00e3o de electricidade tenha como origem fontes renov\u00e1veis, ser\u00e1 necess\u00e1rio incrementar fortemente a produ\u00e7\u00e3o hidroel\u00e9ctrica, sendo que, actualmente os grandes e m\u00e9dios aproveitamentos hidroel\u00e9ctricos produzem em ano m\u00e9dio cerca de 30% da energia total consumida. Por outro lado, deve salientar-se que no benef\u00edcio econ\u00f3mico resultante da produ\u00e7\u00e3o de energia hidroel\u00e9ctrica, deve incluir-se a valia ambiental como consequ\u00eancia da redu\u00e7\u00e3o das emiss\u00f5es de poluentes, inerentes \u00e0 produ\u00e7\u00e3o de energia el\u00e9ctrica sob a forma t\u00e9rmica. Para o aproveitamento da energia potencial grav\u00edtica resultante de desn\u00edveis nos cursos de \u00e1gua \u00e9 fundamental conjugar a minimiza\u00e7\u00e3o dos impactos ambientais com crit\u00e9rios econ\u00f3micos e de seguran\u00e7a dos empreendimentos resultantes. Os aproveitamentos hidroel\u00e9ctricos integram sistemas e circuitos hidr\u00e1ulicos sendo que os caudais a ele afluentes evoluem aleatoriamente no tempo e, muito embora em grande parte do seu per\u00edodo de funcionamento se possa considerar que estes funcionam e s\u00e3o operados em condi\u00e7\u00f5es de regime permanente, est\u00e3o sujeitos \u00e0 ocorr\u00eancia de regimes transit\u00f3rios. A configura\u00e7\u00e3o do circuito hidr\u00e1ulico assume um papel fundamental no projecto, opera\u00e7\u00e3o e manuten\u00e7\u00e3o dos circuitos hidr\u00e1ulicos de um aproveitamento hidroel\u00e9ctrico nomeadamente quando se manifesta uma brusca altera\u00e7\u00e3o do caudal turbinado a qual tem como consequ\u00eancia a ocorr\u00eancia de um regime de escoamento em que a press\u00e3o e a velocidade s\u00e3o vari\u00e1veis. Assim, para que um sistema possa funcionar de uma forma fi\u00e1vel, eficaz e segura, \u00e9 necess\u00e1rio um estudo adequado do seu comportamento, de modo a controlar a ocorr\u00eancia destes regimes transit\u00f3rios, sejam eles inerentes ao funcionamento do aproveitamento ou acidentais. O controlo da ocorr\u00eancia destes regimes, pode revelar a necessidade de adoptar um dispositivo de protec\u00e7\u00e3o ao circuito hidr\u00e1ulico que permita assegurar a necess\u00e1ria fiabilidade de explora\u00e7\u00e3o da central e condicionar caracter\u00edsticas e condi\u00e7\u00f5es de opera\u00e7\u00e3o dos equipamentos. Um desses dispositivos \u00e9 a chamin\u00e9 de equil\u00edbrio que, idealmente dever\u00e1 localizar-se o mais pr\u00f3ximo poss\u00edvel da central, de modo a reduzir as sobrepress\u00f5es que tendem a desenvolver-se na conduta for\u00e7ada. Em termos de funcionamento, a chamin\u00e9 de equil\u00edbrio absorver\u00e1 ou libertar\u00e1, temporariamente, qualquer altera\u00e7\u00e3o da energia cin\u00e9tica da \u00e1gua na galeria, ocasionada pela modifica\u00e7\u00e3o do regime de funcionamento das turbinas, a qual se manifesta por eleva\u00e7\u00e3o ou abaixamento no seu n\u00edvel de \u00e1gua. Deste modo, a oscila\u00e7\u00e3o em massa que ocorre na chamin\u00e9 de equil\u00edbrio, \u00e9 amortecida pelo efeito do atrito no sistema, pelo que \u00e9 fundamental uma determina\u00e7\u00e3o t\u00e3o pr\u00f3xima quanto poss\u00edvel da situa\u00e7\u00e3o real, do valor das perdas de carga provocadas pelo atrito na conduta e da \u00e1gua em movimento. Para isso, a modela\u00e7\u00e3o matem\u00e1tica, como suporte para a an\u00e1lise do comportamento do circuito hidr\u00e1ulico e para a simula\u00e7\u00e3o do regime de escoamento inerente \u00e0 opera\u00e7\u00e3o e ao funcionamento do sistema, revelam-se indispens\u00e1veis, podendo confirmar a necessidade de adop\u00e7\u00e3o de dispositivos de protec\u00e7\u00e3o ou de outro tipo de medidas. Um dos m\u00e9todos de integra\u00e7\u00e3o das equa\u00e7\u00f5es que regem o comportamento dos regimes vari\u00e1veis \u00e9 o m\u00e9todo das caracter\u00edsticas (MOC). Contudo, algumas das simplifica\u00e7\u00f5es referidas s\u00e3o question\u00e1veis, nomeadamente a considera\u00e7\u00e3o do factor de atrito f constante ao longo dos regimes transit\u00f3rios que, segundo estudos te\u00f3ricos e experimentais, pode conduzir a discrep\u00e2ncias, mais ou menos significativas, entre os resultados num\u00e9ricos e a realidade f\u00edsica do fen\u00f3meno. A simula\u00e7\u00e3o do fen\u00f3meno do choque hidr\u00e1ulico, considerando o efeito do factor de atrito n\u00e3o constante ao longo dos transit\u00f3rios, pode conseguir-se introduzindo uma pequena altera\u00e7\u00e3o nas equa\u00e7\u00f5es de compatibilidade do m\u00e9todo das caracter\u00edsticas, com um desprez\u00e1vel acr\u00e9scimo do esfor\u00e7o de c\u00e1lculo, o que levar\u00e1 a resultados mais pr\u00f3ximos dos reais. Para a simula\u00e7\u00e3o do efeito do factor de atrito vari\u00e1vel foram consideradas as formula\u00e7\u00f5es BRUNONE et al. (1991a) e de VITKOVSKY et al. (2000) que, de entre as formula\u00e7\u00f5es sugeridas por v\u00e1rios autores e aplic\u00e1veis a regime laminar e turbulento, se afiguram ser as que melhor se ajustam ao estudo dos problemas de transit\u00f3rios hidr\u00e1ulicos considerando o efeito do factor de atrito vari\u00e1vel. Assim, e dado que o estudo de uma chamin\u00e9 de equil\u00edbrio para protec\u00e7\u00e3o e controlo dos regimes transit\u00f3rios sequentes a varia\u00e7\u00f5es do caudal turbinado deve ser efectuado de modo a reduzir a amplitude m\u00e1xima das oscila\u00e7\u00f5es no seu n\u00edvel de \u00e1gua (resposta mais r\u00e1pida e eficaz do dispositivo de protec\u00e7\u00e3o), \u00e9 analisada a influ\u00eancia do factor de atrito vari\u00e1vel em circuitos hidr\u00e1ulicos de aproveitamentos hidroel\u00e9ctricos com chamin\u00e9s de equil\u00edbrio em s\u00e9rie a montante da central, situa\u00e7\u00e3o que se pode revelar favor\u00e1vel quando se pretende incrementar a pot\u00eancia da central verificando que a chamin\u00e9 existente \u00e9 insuficiente para permitir a amplia\u00e7\u00e3o do aproveitamento, podendo ainda adoptarse uma solu\u00e7\u00e3o deste tipo quando, para minimizar o impacto ambiental, se opte pela constru\u00e7\u00e3o de mais do que uma chamin\u00e9 se o di\u00e2metro equivalente de uma s\u00f3 for muito grande ou outras circunst\u00e2ncias que o estudo t\u00e9cnico e econ\u00f3mico da sistema mostre ser essa a solu\u00e7\u00e3o mais adequada.<\/p>\n
Jos\u00e9 Alfeu A. S\u00e1 Marques, Helena M. Martins Sim\u00e3o, Jorge M. Pascoal Amado<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
T\u00edtulo: Sistemas complexos de chamin\u00e9s de equl\u00edbrio em aproveitamentos hidroel\u00e9ctricos Resumo: A produ\u00e7\u00e3o hidroel\u00e9ctrica \u00e9 um dos sectores onde as energias renov\u00e1veis desempenham um papel muito importante no controlo dos problemas ambientais, numa perspectiva de reduzir as emiss\u00f5es gasosas, visando cumprir o protocolo de Quioto. De igual modo deve ser equacionada a sua contribui\u00e7\u00e3o para […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[163],"tags":[],"class_list":["post-33928","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-artigos"],"yoast_head":"\n