Infraestrutura Civil e Hidráulica

Barragem e Reservatório

Estrutura característica das grandes UHEs, a barragem tem a função de formar um reservatório de água que possibilite o aumento do fator de capacidade da usina, incrementando a disponibilidade de água em períodos de seca e em horários de alta demanda (neste último caso também para algumas PCHs que contam com pequenos reservatórios). A barragem também apresenta como função o aumento da queda, possibilitando uma maior potência gerada.

Devido às áreas alagadas, os reservatórios costumam gerar os maiores impactos ambientais e sociais em empreendimentos de hidrelétricas.

No entanto, os projetos de mini e sobretudo micro-hidrelétricas são tipicamente muito simples, dispensando a implantação de barragens e reservatórios, caracterizando-se nesses casos como hidrelétricas “a fio d’água”, dispondo somente do fluxo de água do curso natural no ponto de captação. Exceções à operação em fio-d’água de modo geral apresentam reservatórios muito pequenos, com baixíssimo impacto ambiental / social.

Tomada d’Água e Canalização

Dependendo das características do ponto de captação de água, pode ser necessária a construção de uma estrutura para a tomada d’água.

Pode ser também necessária a construção de um canal para encaminhar a água, no nível mais próximo possível do ponto de captação, até a tubulação. O objetivo principal desse canal é minimizar a extensão da tubulação, reduzindo custos e perdas de eficiência associados.

Também pode ser necessário o planejamento de um canal de fuga na descarga abaixo da usina, para devolver adequadamente a água a seu curso natural.

Chegando à Tubulação

Na entrada da tubulação, é necessário separar da água resíduos sólidos como folhas e galhos, além de peixes, o que pode ser feito com a instalação de grades e / ou telas.

Também pode ser requerida uma câmara de desarenação, onde é depositado o excesso de areia em suspensão na água.

Ainda é necessário dimensionar corretamente a câmara de carga, estrutura que irá garantir a entrada da água na tubulação com um mínimo de turbulência.

Tubulação

A tubulação terá a função de encaminhar a água até a entrada da turbina, com uma mínima perda de pressão (conhecida também como perda de carga). Para isso, seu diâmetro precisa ser bem dimensionado e seu comprimento, minimizado. Também é necessário calcular a pressão máxima a ser suportada  em qualquer condição prevista em cada trecho.

Os materiais mais comuns para microgeração são o PVC e o PEAD, este último mais comum para projetos com alta queda.

Para minigeração pode ser interessante também o aço e a fibra de vidro (PRFV), que vêm sendo utilizada mais recentemente.

Antes da entrada da turbina costuma-se instalar uma válvula de abertura lenta para controle ou interrupção do fluxo.

O projeto pode exigir também uma tubulação de descarga, abaixo da turbina, que deve suportar pressões abaixo da pressão atmosférica.

Casa de Força

Casa de força de uma micro-hidrelétrica.
Casa de força de uma micro-hidrelétrica.

A casa de força abriga os principais equipamentos da usina, incluindo válvula, turbina, gerador, painéis de controle e sistemas auxiliares. Em sistemas mais básicos, um simples abrigo contra sol e chuva pode ser o suficiente, enquanto que projetos mais complexos podem demandar a construção de um prédio com fundação robusta e ã prova de enchentes.