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Imagem 01 - Fonte: Brasil tem três das dez maiores hidrelétricas do mundo (engie.com.br). Acesso em 13 de agosto de 2024.

Art007 - Vander da Silva Gonçalves

Paranavaí, 05/09/2024.

Usina de Itaipu

A Usina Hidrelétrica de Itaipu, situada na fronteira entre Brasil e Paraguai, é uma das maiores produtoras de energia do mundo, resultante de um acordo binacional de 1973. Ela utiliza o potencial do rio Paraná, cuja barragem forma o reservatório que alimenta suas turbinas para gerar energia hidrelétrica. A operação da usina é igualmente dividida com decisões tomadas por consenso entre as duas nações, sendo vital para ambos. A Itaipu Binacional, a empresa responsável, tem um papel fundamental na integração econômica e energética da região, além de investir em projetos ambientais e sociais, buscando mitigar os impactos da operação e promover o desenvolvimento sustentável ao redor do reservatório e nas comunidades vizinhas.

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Imagem 02 - Fonte: Hidrelétrica das Três Gargantas: história, desafios e curiosidades (celere-ce.com.br) Acesso em 26/08/2024

A Usina Hidrelétrica Itaipu Binacional (imagem 01), está localizada no rio Paraná e teve sua inauguração datada no dia 5 de novembro de 1982, com o início de suas operações em 1984. Uma curiosidade, Itaipu em tupi significa “A pedra que canta” e é a maior hidroelétrica do Brasil e a segunda maior no mundo, já produziu mais de 2,6 bilhões de Megawatts hora (MWh) desde sua criação.

A maior usina hidrelétrica do mundo é a Usina de Três Gargantas (imagem 2), localizada na China, no rio Yangtzé. Ela possui uma capacidade instalada de 22.500 megawatts (MW), superando a Usina de Itaipu, que possui 14.000 MW de capacidade instalada. A Usina de Três Gargantas produz em média cerca de 95 Terawatts-hora (TWh) de eletricidade por ano, dependendo das condições hidrológicas.

Itaipu sendo uma das maiores obras de engenharia do mundo, nasceu de uma combinação de desafios humanos, energéticos e diplomáticos. Sua construção exigiu um esforço monumental de engenharia e trabalho humano, iniciada na década de 1970, envolvendo a participação de dezenas de milhares de trabalhadores, muitos dos quais se mudaram para a região fronteiriça entre o Brasil e o Paraguai. A usina foi construída em um período de dez anos e requereu a construção de uma barragem de cerca de 7.919 metros de comprimento e 196 metros de altura, além de uma série de outras estruturas complexas. Este esforço humano foi acompanhado por desafios sociais, como a realocação de comunidades locais e os impactos ambientais.

Na época, tanto o Brasil quanto o Paraguai enfrentavam a necessidade urgente de ampliar sua capacidade de geração de energia elétrica para sustentar o crescimento econômico e industrial. Itaipu foi concebida para suprir essa demanda, e sua construção marcou um avanço significativo na capacidade de produção de energia renovável na América Latina. Hoje, a usina é uma das maiores geradoras de energia hidrelétrica do mundo, fornecendo eletricidade para uma grande parte do Brasil e quase toda a energia consumida no Paraguai.

A construção de Itaipu também envolveu um complexo processo de negociação entre o Brasil e o Paraguai. Ambos os países compartilham o Rio Paraná, onde a usina foi construída, onde houve a necessidade do surgimento de um acordo bilateral para determinar como os custos e benefícios do projeto seriam divididos. Esse acordo culminou na assinatura do Tratado de Itaipu em 26 de abril 1973, que estabeleceu as bases para a cooperação entre os dois países no desenvolvimento e operação da usina. As negociações diplomáticas foram fundamentais para garantir a viabilidade do projeto, já que a hidrelétrica seria construída em uma área de fronteira sensível e de grande importância estratégica.

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Localização do Rio Paraná uma visão de Salto del Guairá à Foz do Iguaçu - Fonte: Rio Paraná - Google Maps Acesso 27/08/2024

A Usina de Itaipu é, portanto, um marco histórico e técnico que resultou da superação de desafios de grande escala, e sua construção é um exemplo da cooperação entre nações para o desenvolvimento de infraestrutura crítica.

Segundo o site ITAIPU.GOV.BR, a construção da Itaipu Binacional – foi considerado um trabalho de Hércules pela revista “Popular Mechanics”, dos Estados Unidos – começou em 1974, com a chegada das primeiras máquinas ao futuro canteiro de obras. Fonte:  www.itaipu.gov.br/nossahistoria Acesso em 26/08/2024.

O resultado dessa união foi fruto de intensas negociações entre os dois países, foi uma declaração conjunta, manifestava a disposição de estudar o aproveitamento dos recursos hidráulicos pertencentes em condomínio aos dois países, tanto no trecho do Rio Paraná “desde e inclusive o Salto de Sete Quedas até a foz do Rio Iguaçu”. Com essa união a Itaipu Binacional se tornaria líder mundial na geração de energia limpa e renovável.

Objetivo

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O objetivo é contar um pouco da história e mostrar os desafios que Brasil e Paraguai enfrentaram, mostrar seus princípios de funcionamento da usina, e os desafios que o Brasil quanto o Paraguai enfrentavam naquele momento, que era uma necessidade urgente de ampliar sua capacidade de geração de energia elétrica para sustentar o crescimento econômico e industrial.  Itaipu foi concebida para suprir essa demanda, e sua construção marcou um avanço significativo na capacidade de produção de energia renovável na América Latina.

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Principio de funcionamento de uma usina hidroelétrica

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O princípio de qualquer usina hidrelétrica, é a utilização da força da água para produzir energia de forma eficiente e  sustentável. O processo começa quando a água de um rio ou reservatório é direcionada para grandes turbinas, que são movidas pela pressão e fluxo da água. Ao girar, essas turbinas acionam geradores, que transformam a energia mecânica, resultante do movimento das pás, em energia elétrica.

Em alguns tipos de usinas, como as que operam no sistema "fio d'água", a quantidade de energia gerada está diretamente relacionada ao fluxo natural do rio. Isso significa que, quanto maior a vazão do rio, maior será a produção de energia. O volume de chuvas também desempenha um papel crucial, influenciando diretamente a quantidade de água disponível para a geração de energia.

Uma das vantagens desse tipo de hidrelétrica é a minimização do impacto ambiental, pois elas requerem menos áreas alagadas, contribuindo para a preservação das áreas naturais circundantes, além de proteger a fauna e a flora locais. Segundo o site ITAIPU.GOV.BR depois que a energia é gerada, ela é transportada por linhas de transmissão até o Sistema Interligado Nacional. Esse sistema distribui a energia para as companhias que a entregam ao consumidor final, garantindo que a eletricidade chegue às residências, indústrias e comércios de todo o país (itaipu.gob.br).

Funcionamento  da Itaipu

A Hidroelétrica de Itaipu, representa atualmente parcela ponderável da potência instalada no sistema interligado Brasileiro, fornecendo energia incansavelmente aos sistemas do Brasil e Paraguai, assim sua performance operativa influi diretamente sobre a qualidade da energia fornecido a esses sistemas. O sistema de energia tem o sistema de transmissão que dispõe de uma enorme quantidade de equipamentos constituindo um conjunto altamente complexo. Esse conjunto é dividido de acordo com a complexidade desses equipamentos, que são escalados no grau de importância. De acordo com o SOM (Sistema de Operação e Manutenção) temos a seguinte divisão em conjuntos:

  1. Conjunto A – Unidade Geradora de 50 Hertz;

  2. Conjunto B – Unidade Geradora de 60 Hertz, composto por: Gerador, Turbina, Sistemas de Excitação, Regulador de Velocidade, Tomada d’agua e Conduto Forçado, Sistema de Água Pura, Transformadores Principais e Sala de Controle Local.

  3.  Conjunto C – Subestação Blindada com Isolamento a Gás SF6 50 Hertz:

  4.  Conjunto D – Subestação Blindada com Isolamento a Gás SF6 6 Hertz;

  5.  Conjunto E – Linhas de Transmissão 5 Hertz;

  6.  Conjunto F – Linhas de Transmissão 60 Hertz;

  7. Conjunto G – Subestação Margem Direita;

  8. Conjunto H – Vertedouro;

  9.  Conjunto J – Serviços Auxiliares 50 Hertz;

  10.  Conjunto K – Serviços Auxiliares 60 Hertz;

  11.  Compostos por: Transformadores auxiliares, Grupo diesel, Sistema de Óleo Lubrificante e Isolante, Poços de Drenagem, Estação de Tratamento de Água, Estação de Tratamento de Esgoto, Centrais de Ar Comprimido.

  12. Conjunto L – Serviços Auxiliares de Corrente Continua. Composto por banco de baterias e iluminação de emergência.

  13. Conjunto M – Comunicação;

  14. Conjunto N – Equipamentos de Elevação e Transporte;

  15. Conjunto P – Sistema de Ventilação e AR Condicionado;

  16. Conjunto R – Obras Civis;

  17. Conjunto S – Laboratório, Oficinas e Almoxarifado;

  18. Conjunto T – Sala de Controle Centralizado e Despacho de Carga;

  19. Conjunto U – Subestação de Apoio Margem Direita;

  20. Conjunto Y – Subestação Acaray;

 

Como vimos, é um conjunto de complexidades, não é somente o aproveitamento do potencial gravitacional da água e o armazenamento em uma represa elevada que se faz uma Hidroelétrica. Antes a energia potencial da água precisa ser transformada em energia cinética, o que ocorre através de turbinas e uma série de etapas.

Embora uma grande parte do potencial hídrico restante esteja em áreas ambientalmente sensíveis e distantes dos grandes centros consumidores, estima-se que cerca de 37% da expansão da capacidade de geração de energia nos próximos anos virá de fontes hídricas, segundo o Plano Decenal de Expansão 2014. Fonte: Energia hidráulica | ITAIPU BINACIONAL acesso 26/08/2024.

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Turbinas da usina de Itaipu fonte: ITAIPU RENOVARÁ SUAS 20 TURBINAS POR US$ 500 MILHÕES - Mural do Paraná (muraldoparana.com.br) Acesso 26/08/2024.

No caso de Itaipu, a principal função da barragem é gerar o desnível que move as turbinas, já que seu reservatório possui um volume relativamente pequeno em comparação com o fluxo do rio, caracterizando-a como uma usina "a fio d'água". Mesmo com a barragem, o fluxo de água não é totalmente interrompido, porque parte da água é direcionada para as turbinas através da tomada d'água, enquanto o restante retorna ao leito do rio pelo vertedouro, um sistema de comportas que libera o excesso de água não utilizada na geração de energia. Na casa de força da usina, estão localizados os equipamentos essenciais para a produção de eletricidade, incluindo a tomada d'água, o conduto forçado, os geradores e as salas de controle. O movimento da turbina, causado pelo fluxo da água, faz girar o rotor do gerador, esse movimento cria um campo magnético que gera eletricidade.

De acordo com o Balanço Energético Nacional de 2015, cerca de 63% da matriz energética do Brasil é composta por energia hidráulica, apesar do crescimento de outras fontes de energia devido a restrições socioeconômicas e ambientais para novos projetos hidrelétricos e aos avanços tecnológicos em fontes alternativas, a energia hidráulica deve continuar sendo a principal fonte de eletricidade no Brasil por muitos anos.

Segundo PODER360, a Itaipu é uma parceria binacional entre o Brasil e o Paraguai e desempenha um papel crucial na matriz energética de ambos os países, ela também está envolvida em projetos de pesquisa e desenvolvimento de novas formas de energia limpa, como o hidrogênio verde e o biogás, contribuindo para a transição energética global. Esses projetos estão sendo conduzidos pelo Parque Tecnológico Itaipu, uma fundação mantida pela usina, com o objetivo de testar novas possibilidades de geração de energia e ampliar a vida útil da usina. Fonte: Entenda como funciona a Usina Hidrelétrica de Itaipu (poder360.com.br) Acesso em 26/08/2024.

Sistema de geração da Itaipu

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O sistema de geração converte essa vazão de água em energia mecânica, por sua vez, é convertida em energia elétrica por meio de geradores acoplados às turbinas. A eletricidade gerada é então transmitida para redes de distribuição que abastecem várias regiões do Brasil e do Paraguai. A usina possui 20 unidades geradoras, cada uma com capacidade instalada de 700 MW, totalizando 14.000 MW.

As turbinas são basicamente rodas com pás, que giram quando a água passa por elas. O movimento gerado pelas turbinas é então convertido em eletricidade por meio de geradores. A construção de uma usina hidrelétrica é algo complexo, envolve a criação de uma barragem em um rio, formando um lago artificial. Esse lago pode armazenar água para períodos de menor fluxo no rio e criar o desnível necessário para a queda d'água, assim aumentando a energia potencial disponível.

Segundo o site ITAIPU.BOV.BR a Itaipu Binacional é líder mundial em produção de energia limpa e renovável, tendo produzido mais de 3 milhões de gigawatts-hora (GWh) desde o início de sua operação, em 1984. Com 20 unidades geradoras e 14.000 MW de potência instalada, fornece 8,7% da energia consumida no Brasil e 86,4% no Paraguai. Fonte: Geração | ITAIPU BINACIONAL acesso 26/08/2024.

Sistema de transmissão da Itaipu

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O sistema elétrico brasileiro é composto pelas unidades geradoras e pelo sistema de transmissão e distribuição de energia. Essa estrutura é parte do Sistema Interligado Nacional (SIN), que é responsável pela transmissão de energia elétrica de todo o país. Por ter uma área territorial muito grande, o sistema no Brasil é muito complexo e passível de falhas, mas isso já vem sendo estudado e já existem diversas soluções, tornando o sistema Elétrico Brasileiro uns dos mais seguros e confiáveis do mundo.

O sistema de transmissão é responsável pelo transporte de energia elétrica do centro de produção aos centros consumidores, ou seja, até os outros sistemas elétricos interligados.

Segundo o site ITAIPU.GOV.BR o sistema de transmissão de Itaipu conecta as três subestações situadas dentro da Central (duas subestações isoladas a gás, uma de 50 Hz e outra de 60 Hz, instaladas dentro da Casa de Máquinas, e uma convencional de 50 Hz na Margem Direita) com os sistemas interligados paraguaio e brasileiro.

 A partir de 2014, no setor de 50 Hz passou de seis para oito linhas de transmissão em 500 kV, sendo quatro entre a Casa de Máquinas e a Subestação Margem Direita, com cerca de dois km de extensão, e quatro entre as Subestações da Margem Direita e Foz do Iguaçu, com cerca de 9 km. No setor de 60 Hz são quatro linhas de transmissão de 500 kV, cada uma com cerca de 10 km, que conectam a usina com a Subestação Foz do Iguaçu.

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Sistemas de Transmissão de Itaipu. Fonte: Sistemas de transmissão de Itaipu | ITAIPU BINACIONAL Acesso 26/08/2024

Sistema de Transmissão Ilustrativo. Fonte: Abradee - Distribuição de energia elétrica: o que é e como é feita? (esferaenergia.com.br) Acesso 27/08/2024

Sistema Elétrico que abastece Paranavaí

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No ano de 2021, a Cidade de Paranavai ganhou abras de modernização e adequação em sua Subestação, trazendo benefícios a Cidade e também as suas cidades vizinhas. A Copel (Companhia Paranaense de Energia) realizou obras de reforço e automação no sistema Elétrico, onde tivemos a ampliação da Subestação localizada no Jardim São Jorge, que opera com 138kV.

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Subestação de Paranavai Jardim São Jorge - Fonte: Sistema elétrico que abastece Paranavaí ganha obras de modernização (canalsolar.com.br) Acesso 27/08/2024

Ao Longo desses anos até a dada presente tivemos um investimento e melhorias consideráveis como:  troca de transformadores, atualização tecnológicas nos equipamentos, Construção de novas redes de distribuição, Troca de cabos convencionais por fiação mais protegida.

Procurei a Copel e alguns dos funcionários para mais informações, não obtive retorno dos mesmos, a Copel alega a falta de funcionário, e tornaria a visita a subestação inviável no momento, já alguns funcionários que conheço, não tem acesso a subestação.

Mas fiz uma visita a subestação da cidade por conta própria e pude notar o quanto é interessante o sistema. Segundo AEN duas linhas de subtransmissão deverão fazer a conexão com a subestação Paranavaí Norte, em construção pela empresa Aliança Interligação Elétrica (AIE). Fonte: Copel investe R$ 40 milhões em Paranavaí e região | Agência Estadual de Notícias (aen.pr.gov.br) Acesso 27/08/2024.

AEN ainda afirma que Paranavaí está com 11 religadores monofásicos e 16 religadores trifásicos de rede desde 2021. Esses equipamentos atuando de forma automática quando há alguma interferência externa que ameaça interromper a condução da energia elétrica pela fiação. Já no caso dos religadores trifásicos, permitem ainda identificar mais rapidamente a localização da falha, recompondo automaticamente o fornecimento às regiões afastadas do núcleo originário da interrupção. Para 2021, a previsão era de que outros 117 religadores monofásicos e trifásicos sejam instalados. Fonte: Copel investe R$ 40 milhões em Paranavaí e região | Agência Estadual de Notícias (aen.pr.gov.br) Acesso 27/08/2024.

Cidade que foram beneficiadas são: Atalaia, Guairaçá, Nova Esperança, Paranacity, Paranapoema, Presidente Castelo Branco, Querência do Norte, Santa Cruz do Monte Castelo, Santa Isabel do Ivaí, Santa Mônica, São Jorge do Ivaí, São Pedro do Paraná e Uniflor. Outros 219 quilômetros já estão em construção, nestes municípios, e também em Loanda e Marilena.

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Conclusões

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Com base nos estudo e toda a fonte de pesquisa acessada, podemos concluir que a Itaipu Binacional é um exemplo significativo de aproveitamento hidroelétrico em larga escala, sendo crucial para o fornecimento de energia elétrica em partes do Brasil e Paraguai. Sua operação se baseia em princípios fundamentais de geração de energia por meio da força da água, que é convertida em energia elétrica.

A partir de 2014, houve uma ampliação nas linhas de transmissão da usina. O setor de 50 Hz passou a contar com oito linhas de transmissão de 500 kV, enquanto o setor de 60 Hz possui quatro linhas de transmissão, cada uma com cerca de 10 km, conectando a usina à Subestação Foz do Iguaçu. Toda essa energia gerada em Itaipu é essencial para o abastecimento de inúmeras cidades brasileiras e paraguaias, esses pontos evidenciam a importância estratégica da Usina de Itaipu no contexto energético da região, destacando sua eficiência e papel fundamental no sistema elétrico brasileiro e paraguaio.

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Referências Bibliográficas

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ENGIE. Brasil tem três das dez maiores hidroelétricas do mundo. Disponível em: www.engie.com.br Último acesso em: 27 ago. 2024.

 

PODER360. Entenda como funciona a Usina Hidrelétrica de Itaipu.  Disponível em: https://www.poder360.com.br/brasil/entenda-como-funciona-a-usina-hidreletrica-de-itaipu/ Último acesso em: 27 ago. 2024.

 

MP. Itaipu renovará suas 20 turbinas por USS 5000 milhões. Disponível em: ITAIPU RENOVARÁ SUAS 20 TURBINAS POR US$ 500 MILHÕES - Mural do Paraná (muraldoparana.com.br) Último acesso em: 27 ago. 2024.

 

ITAIPU. Sistema de transmissão de Itaipu. Disponível em: Sistemas de transmissão de Itaipu | ITAIPU BINACIONAL Último acesso em: 27 ago. 2024.

 

ITAIPU. Integração ao sistema brasileiro. Disponível em: Disponível em: Integração ao sistema brasileiro | ITAIPU BINACIONAL Último acesso em: 27 ago. 2024.

 

ITAIPU. Transmissão. Disponível em: Disponível em: Disponível em: Transmissão | ITAIPU BINACIONAL Último acesso em: 27 ago. 2024.

 

AEN. Copel investe R$ 40 milhões em Paranavaí e região. Disponível em: Copel investe R$ 40 milhões em Paranavaí e região | Agência Estadual de Notícias (aen.pr.gov.br) Último acesso em: 27 ago. 2024.

 

SOLAR. Sistema elétrico que abastece Paranavaí ganha obras de modernização. Disponível em: Sistema elétrico que abastece Paranavaí ganha obras de modernização (canalsolar.com.br) Último acesso em: 27 ago. 2024.

 

GOOGLE MAPS. Rio Paraná. Fonte: Rio Paraná - Google Maps Acesso 27/08/2024

 

CERELE. Hidrelétrica das Três Gargantas: história, desafios e curiosidades sobre a construção Fonte: Hidrelétrica das Três Gargantas: história, desafios e curiosidades (celere-ce.com.br) Acesso em 26/08/2024

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Torre de transmissão da Subestação de Paranavaí – Jardim São Jorge – Foto: Andréia Silva Avanci.

Parte Lateral da Subestação de Paranavaí – Jardim São Jorge – Foto: Andréia Silva Avanci.

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