O Dia D da indústria brasileira de equipamentos hidrelétricos

No dia 27 de abril de 1980, Furnas Centrais Elétricas, então empresa do grupo Eletrobras, hoje incorporada à holding, colocava em operação comercial a primeira das seis unidades geradoras (UGs) de 347 MW cada da UHE Itumbiara (2.082 MW no total). Haviam se passado cinco anos e meio após o início das obras em novembro de 1974, com investimentos superiores a US$ 700 milhões em valores da época.

Para além de representar o primeiro passo da regularização da bacia do rio Paranaíba, formador do rio Paraná juntamente com o rio Grande, Itumbiara representava um marco histórico da consolidação da cadeia produtiva da indústria brasileira de construção de usinas hidrelétrica.

Hidrelética de Itumbiara, localizada entre os municípios de Itumbiara (GO) e Araporã (MG) e inaugurada em 1981, foi a primeira a ter 90% dos equipamentos fabricados no Brasil (Foto: Acervo Eletrobras Furnas)

Concretizava um processo que ganhou corpo no final década de 1950 com o início da construção da UHE Furnas, no rio Grande, como parte do esforço de industrialização do governo Juscelino Kubitschek (1956-1961). De acordo com o histórico da concessionária da usina, 97% das empresas que trabalharam na construção de Itumbiara eram brasileiras e “inéditos” 90% dos seus equipamentos mais importantes, como turbinas e geradores, foram fabricados no Brasil.

“Desde a década de 1960 o Brasil domina a tecnologia de concreto armado, bem como a construção de grandes reservatórios de usinas hidrelétricas. E o maior exemplo disso é a própria construção da Usina de Furnas” destaca Francisco Arteiro (foto), diretor de Operação e Manutenção da Eletrobras - Operação Sudeste, cofundador do ONS, onde trabalhou por 22 anos, do alto dos seus mais de 35 anos de experiência no setor elétrico.

De lá para cá o domínio dessas tecnologias foi sendo aperfeiçoado e hoje elas são completamente dominadas no país, com marcos expressivos ao longo do tempo, como as UHEs Itaipu Binacional e Tucuruí, inauguradas em 1984, e, mais recentemente, as usinas estruturantes da Amazônia, Belo Monte, Jirau e Santo Antônio, todas inauguradas na década passada. “O fato de não haver hidrelétricas previstas para construção em curto prazo não desfaz esse conhecimento multidisciplinar, aplicável em outras obras de construção civil no país”, ressalva Arteiro.

Um marco conquistado na construção das estruturantes foi que as cem turbinas bulbo, próprias para pequenas quedas, de Jirau e Santo Antônio, todas fabricadas no Brasil por várias empresas, são as maiores do tipo até hoje produzidas no mundo. As de Jirau têm 75 MW de capacidade cada e as 50 de Santo Antônio, 71,3 MW cada.

Em Itumbiara, segundo levantamento feito por Arteiro, os grandes equipamentos foram fornecidos pela Voith (turbinas), GE (geradores), Westinghouse (equipamentos de proteção), Siemens (reguladores de velocidade) e Tusa (transformadores). A construção foi da Mendes Júnior, na época uma das maiores construtoras de obras pesadas do Brasil.

Um triângulo de peso

O Triângulo Mineiro, uma das regiões economicamente mais dinâmicas do Brasil, é o epicentro de outro triângulo, este de infraestrutura energética, formado pelas UHEs Itumbiara, Emborcação (Theodomiro Carneiro Santiago) e Nova Ponte, cuja importância para o Sistema Integrado Nacional (SIN) de geração de energia elétrica vai muito além da capacidade de geração conjunta de 3.784 MW.

Seus três reservatórios são capazes de acumular 47,5 bilhões de m3 de água, respondendo por 29,5% de todo o armazenamento de energia do subsistema Sudeste/Centro-Oeste (SE/CO) do SIN, o que significa 20,65% do Brasil, uma vez que o armazenamento do SE/CO corresponde a 70% do total do país.

O triângulo das hidrelétricas é compartilhado entre o Triângulo Mineiro e Goiás. A UHE Itumbiara fica entre o município goiano do mesmo nome e o mineiro de Araporã. Emborcação, entre o mineiro de Araguari e o goiano de Catalão, e Nova Ponte na cidade mineira do mesmo nome, sendo as duas primeiras no rio Paranaíba e terceira no seu afluente Araguari. A UHE Itumbiara pertence à Eletrobras e as outras duas, à Cemig.

Arteiro destaca que o reservatório de Itumbiara, além de auxiliar na regularização da bacia do Paranaíba, participa do controle das cheias na bacia do rio Paraná. De acordo com a Resolução nº 194/2024 da ANA, no período úmido (dezembro a abril) a vazão do lago não sofre restrição do ponto de vista hídrico sempre que seu volume útil estiver em 40% ou acima, faixa denominada de “normal”.

Com o reservatório abaixo dos 40% e até 20%, faixa considerada de “atenção”, Itumbiara deverá operar com vazão média mensal máxima de 784 m3/s e quando o armazenamento cair abaixo dos 20% (faixa de “restrição”) a descarga máxima do lago terá que ficar em 490 m3/s na média mensal.

Unidade geradora de Itumbiara: grau de flexibilidade das UGs da usina permite que opere tanto como fornecedora de energia quando como compensador síncrono para assegurar estabilidade ao sistema (Foto: Acervo Eletrobras Furnas)

No período seco (maio a novembro) e na faixa de normalidade, a vazão máxima será equivalente à vazão turbinável definida na outorga da usina. Na faixa de atenção, a média mensal máxima será de 1.960 m3/s e na de restrição essa média máxima cai para 1.470 m3/s.

Os limites correspondem às necessidades da cascata dos rios Paranaíba e Paraná, de modo a assegurar não apenas o aproveitamento hidrelétrico ótimo, mas também os usos múltiplos das águas dos rios. Por exemplo, da vazão de Itumbiara depende o nível e vazão do lago da UHE São Simão, última usina da cascata do Paranaíba, cuja vazão, por sua vez, é uma das condicionantes para a navegabilidade da hidrovia Paraná-Tietê.

Em 1º de outubro de 2021, em plena crise hídrica, o reservatório de Itumbiara operou com 10,90% da capacidade e seus vizinhos Emborcação e Nova Ponte estavam no mesmo dia com, respectivamente, 10,09% e 10,30% de armazenamento, em um dos momentos mais tensos da história do triângulo de usinas do Paranaíba.

Por outro lado, com a hidrologia favorável nos dois anos seguintes, Itumbiara chegou a 30 de junho de 2023, já com o período seco avançado em dois meses, com 99,27% de armazenamento.

No início daquele período seco, como o remanso do seu reservatório cheio chega praticamente ao pé da barragem de Emborcação, imediatamente a montante, a condição permitiu que o ONS, Cemig, ANA e órgãos ambientais articulassem um esquema de geração zero por 16 horas ao dia em Emborcação para maximizar o armazenamento naquele reservatório que entrou em julho com praticamente 80% de acumulação.

Do ponto de vista energético, Arteiro destaca que a água acumulada em Itumbiara se reflete na produção de energia não só nas usinas a jusante do Paranaíba (Cachoeira Dourada e São Simão), como em grande parta da cascata da bacia do Paraná, incluindo as gigantes Ilha Solteira e Itaipu.

Segundo o executivo, a localização estratégica de Itumbiara e o “elevado grau de flexibilidade” das suas UGs, que lhe permitem operar tanto como fornecedor de energia quanto, por exemplo, como compensador síncrono para assegurar a estabilidade do sistema, um recurso cada vez mais essencial à medida que cresce a participação de fontes intermitentes no SIN, colocam a usina em posição “intimamente ligada à matriz energética do país”.

Usina de geração solar em Itumbiara impulsiona planta-piloto de hidrogênio verde às margens do reservatório da usina (Foto: Eletrobras Furnas)

Arteiro avalia que a configuração que está tomando o parque gerador poderá exigir “blocos maiores de geração hidrelétrica”, dada a qualidade que essas usinas têm de combinar o atendimento à carga de energia com a segurança elétrica da operação.

Em relação ao futuro das instalações propriamente ditas da usina, o diretor da Eletrobras disse que está planejada para os próximos anos a modernização de “alguns equipamentos e sistemas principais” da usina, como os transformadores elevadores, os sistemas de proteção das unidades geradoras e a troca do sistema de controle convencional por digital.

Quanto às pesquisas relacionadas à transição energética, Itumbiara assumiu posição de vanguarda em dezembro de 2021, quando a Eletrobras inaugurou às margens do seu reservatório uma planta-piloto de produção de hidrogênio verde. Ela opera a partir da eletrólise da água impulsionada por uma planta de geração solar de 1000 kWp localizada, parte em terra, parte sobre a superfície do reservatório da hidrelétrica.