RECURSOS HIDRICOS

CAPA LIVRO.pdf 1 25/06/2012 09:34:47

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ISBN 852280749-9

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Universidade Federal Fluminense

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Compatibilização da geração de energia em aproveitamentos hidrelétricos com os demais usos dos recursos hídricos

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Mônica de Aquino Galeano Massera da Hora

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Mônica de Aquino Galeano Massera da Hora graduou-se em Engenharia Civil em 1985, pela Universidade Federal Fluminense. Possui mestrado e doutorado pela COPPE / UFRJ / Programa de Engenharia Civil, na área de concentração em recursos hídricos.

Atuou como assessora técnica junto à Comissão de Saneamento Ambiental da Assembleia Legislativa do Estado do Rio de Janeiro. Foi professora visitante do Instituto Militar de Engenharia e desenvolveu trabalhos de consultoria nas áreas de hidrologia e sedimentologia fluvial.

Entre seus livros publicados, encontram-se: SAD-RH - Sistema Generalizado de Apoio à Decisão na Gestão de Recursos Hídricos e SisVazNat 1.0 - Sistema de Reconstituição de Vazões Naturais, pela UFF. Escreveu, em parceria com o Professor Antonio da Hora, o capítulo intitulado Uma Discussão sobre Outorga e Cobrança dos Recursos Hídricos do livro Gestão Ambiental de Bacias Hidrográficas, publicação do IVIG / COPPE / UFRJ. Desde 2008, é professora adjunta da Universidade Federal Fluminense, responsável pelas disciplinas de Hidrologia, Gestão de Recursos Hídricos e Energia Alternativa. Atualmente, realiza o trabalho de revisão técnica da tradução da obra intitulada Engineering Hydrology of Arid and Semi-arid Regions de autoria do Professor Dr. Mostafa M. Soliman.

A garantia do uso múltiplo da água, através da sua repartição entre os diversos setores, é um dos objetivos principais da gestão dos recursos hídricos, porém, ainda não está claro como alcançar este objetivo no caso das usinas hidrelétricas. Portanto, é necessária a investigação de uma solução para a melhor forma de compatibilização da utilização dos recursos hídricos entre o setor elétrico e demais usuários.

A presente publicação apresenta uma formulação para a compatibilização da geração de energia com os usos múltiplos da água, introduzindo uma nova variável representada por retiradas de água, limitada à totalidade do valor da vazão máxima outorgável. A metodologia proposta e o aplicativo desenvolvido buscam embasar o gestor de recursos hídricos ou o empreendedor do setor elétrico na análise da evolução das possíveis perdas de geração de energia em função do incremento dos usos consuntivos.

Mônica de Aquino Galeano Massera da Hora

Compatibilização da geração de energia em aproveitamentos hidrelétricos com os demais usos dos recursos hídricos

É com grande satisfação que apresento mais um trabalho de Mônica de Aquino Galeano Massera da Hora. Fruto da pesquisa realizada em sua tese de doutorado - a qual tive o privilégio de orientar, juntamente com o Professor Rui Carlos Vieira da Silva -, este livro apresenta propostas inovadoras para questões relacionadas à operação hidráulica de usinas hidrelétricas com reservatórios de regularização. A metodologia desenvolvida por Mônica, aliada a uma ferramenta computacional própria, considera os usos múltiplos dos recursos hídricos, permitindo assim a avaliação da quantidade de energia elétrica passível de ser gerada, tendo em vista as possíveis perdas energéticas decorrentes da necessidade de atender à demanda de água dos demais setores usuários, tanto atuais como futuras.

O livro reflete não apenas o rigor de um trabalho acadêmico, mas a grande experiência da autora na área de hidrologia. Tenho certeza de que se constituirá num instrumento valiosíssimo para todos aqueles que se dedicam (e se preocupam) com o destino dos imensos recursos hídricos de nosso país.

Luiz Fernando Loureiro Legey Professor Titular do Programa de Planejamento Energético da COPPE/UFRJ

Compatibilização da geração de energia em aproveitamentos hidrelétricos com os demais usos dos recursos hídricos

Mônica de Aquino Galeano Massera da Hora

Compatibilização da geração de energia em aproveitamentos hidrelétricos com os demais usos dos recursos hídricos 2ª Edição

Niterói, 2012

© 2012 by Mônica de Aquino Galeano Massera da Hora Direitos desta edição reservados à EdUFF - Editora da Universidade Federal Fluminense - Rua Miguel de Frias, 9 - anexo - sobreloja - Icaraí CEP 24220-900 - RJ - Brasil - Tel.: (21) 2629-5287 - Fax: (21) 2629- 5288 www.editora.uff.br - E-mail: secretaria@editora.uff.br É proibida a reprodução total ou parcial desta obra sem autorização expressa da Editora.

Revisão: Adriana Nunes da Silva Catalogação/normalização: Clarice Rohdem de Souza - CRB 14/1127 Capa e editoração eletrônica: Fabrício Trindade Ferreira ME Foto capa: Caio Coronel/Itaipu Binacional Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação - CIP H811c

Hora, Mônica de Aquino Galeano Massera da.

Compatibilização da geração de energia em aproveitamentos hidrelétricos com os demais usos dos recursos hídricos [Livro eletrônico] / Mônica de Aquino Galeano de Massera da Hora. – 2. ed. – Niterói : Editora da UFF, 2012.

104 p. il. + CD-ROM. Inclui Bibliografia.

ISBN: 978-85-228-0749-9 1. Eletricidade. 2. Energia. 3. Recursos hídricos. I. Título.

CDU 537.3 UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE Reitor: Roberto de Souza Salles Vice-Reitor: Sidney Luiz de Matos Mello Pró-Reitor de Pesquisa, Pós-Graduação e Inovação: Antonio Claudio Lucas da Nóbrega Diretor da EdUFF: Mauro Romero Leal Passos Editoração e Produção: Ricardo Borges Distribuição: Luciene P. de Moraes Comunicação e Eventos: Ana Paula Campos Comissão Editorial Presidente: Mauro Romero Leal Passos Ana Maria Martensen Roland Kaleff Eurídice Figueiredo Gizlene Neder Heraldo Silva da Costa Mattos Humberto Fernandes Machado Luiz Sérgio de Oliveira Marco Antonio Sloboda Cortez Maria Lais Pereira da Silva Renato de Souza Bravo Rita Leal Paixão Simoni Lahud Guedes Tania de Vasconcellos

Sumário

Prefácio 7 Introdução 9 O setor elétrico e os recursos hídricos

13

Dimensionamento energético de usinas hidrelétricas: conceitos básicos

27

Simulação da operação de usinas hidrelétricas: conceitos básicos

39

Metodologia proposta para operação de reservatórios de regularização

51

Simulação da operação de geração de energia dos aproveitamentos hidrelétricos dos rios Tocantins e Araguaia

61

Manual do sistema de simulação de usinas com usos consuntivos de água: sisuca

77

Conclusão 93 Referências

97

PREFÁCIO

E

ste livro apresenta uma metodologia para subsidiar a operação hidráulica energética de usinas hidrelétricas com reservatórios de regularização, bem como descreve o equacionamento da metodologia proposta, que avalia a produção de energia e as possíveis perdas energéticas associadas ao atendimento das demandas atuais e futuras da água para outros setores usuários.

Os dois primeiros capítulos buscam apresentar a legislação e os conceitos que embasam o setor elétrico e o de recursos hídricos, descrevendo os aspectos relevantes do histórico de cada um e abordando a interface entre ambos e os possíveis conflitos decorrentes.

Os capítulos Simulação da operação de usinas hiderelétricas: conceitos básicos e Metodologia proposta para operação de reservatórios de regularização, contemplam, respectivamente, os critérios envolvidos no dimensionamento energético de usinas hidrelétricas e as principais variáveis do Modelo de Simulação a Usinas Individualizadas (MSUI), adotado pelo setor elétrico no planejamento da expansão e na programação da operação do sistema de geração.

O Capítulo Simulação da operação de geração de energia dos aproveitamentos hidrelétricos dos rios tocantins e araguaia, versa sobre a metodologia proposta para subsidiar a operação hidráulico-energética de reservatórios de regularização e a sua formulação matemática. No capítulo seguinte é apresentado um estudo de caso para a cascata dos rios Tocantins e Araguaia e os resultados alcançados.

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Os dois últimos capítulos apresentam, respectivamente, o manual do aplicativo Sistema de Simulação de Usinas com Usos Consuntivos de Água (SisUCA) e uma discussão sobre os resultados alcançados pelas simulações e alternativas propostas para equacionar o conflito entre o setor elétrico e os demais usuários de recursos hídricos.

Com a segunda edição desta publicação, a autora acredita estar disponibilizando aos interessados um instrumento útil de avaliação das perdas energéticas do setor elétrico decorrentes dos usos consuntivos da água.

Por fim, a autora agradece o apoio recebido pela equipe da Editora da UFF, em especial, ao professor Mauro Romero Leal Passos.

INTRODUÇÃO

A

Lei Federal de Recursos Hídricos nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997, trouxe uma inovação na gestão, no ordenamento e no planejamento do uso da água nas bacias hidrográficas, notadamente nos instrumentos previstos para sua implementação, destacando-se, dentre eles, a outorga.

A outorga é o instrumento administrativo e legal do poder público de facultar o uso da água em uma determinada quantidade por um determinado intervalo de tempo, durante um prazo fixo. Dada necessidade do conhecimento e, consequentemente, da formulação matemática para a definição desse volume de água e do intervalo de tempo associado, foram derivados do conceito de outorga, os termos vazão máxima outorgável, vazão ecológica e disponibilidade hídrica.

A vazão máxima outorgável é aquela disponível para o uso em um curso d’água, definida através de estudos hidrológicos, a partir da análise de séries históricas de vazões médias diárias ou mensais, complementadas por estudos estatísticos e, quando necessário, por regionalização de dados.

Como o uso ilimitado da água pode gerar escassez hídrica ou conflitos entre usuários, a maioria dos órgãos públicos gestores de recursos hídricos tem adotado, como critério conservador, restringir a vazão máxima outorgável a porcentagens dos seguintes valores de referência: vazão Q95%, obtida da curva de permanência de vazões no tempo ou vazão Q7,10, menor vazão média em sete dias consecutivos com 10 anos de recorrência. A Agência Nacional de Águas (ANA), responsável pela emissão de outorgas em rios de

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domínio da União define a vazão máxima outorgável como sendo 70% da Q95% (ANA, 2007).

No que tange à vazão ecológica, tendo em vista seu caráter atual e sua definição abrangente, não existe ainda um consenso com relação a sua formulação matemática. Segundo ANA (2004) - citando o trabalho de Santos et. al. (2003) - vazão ecológica é “aquela que atende às exigências da biota enfocada, seja mantendo as condições existentes antes da intervenção antrópica, seja para garantir condições estabelecidas, que busquem mitigar os impactos dessa intervenção”.

A disponibilidade hídrica refere-se à vazão ainda disponível para outorga em um curso d’água, descontadas, da vazão máxima outorgável, as parcelas de vazões utilizadas ou outorgadas e de vazões ecológicas neste mesmo rio. Assim sendo, os estudos sobre disponibilidade hídrica das águas superficiais baseiam-se nas vazões máximas outorgáveis, nas vazões outorgadas ou utilizadas e na identificação e cadastramento dos usos em uma bacia hidrográfica. A caracterização da disponibilidade hídrica e a determinação de sua relação com as demandas atuais e futuras são fundamentais na definição de regras para a repartição dos recursos hídricos entre os diversos usuários.

O balanço entre a disponibilidade e a demanda indica a situação hídrica de escassez ou de abundância.

A outorga é de natureza complexa, uma vez que além das dificuldades técnicas para a determinação das variáveis envolvidas no seu cálculo, ela tem a função de ratear a água disponível entre demandas atuais e futuras visando o benefício de um conjunto de usuários nos aspectos econômicos (abastecimento industrial e agrícola), sociais

(abastecimento público) e de sustentabilidade ambiental (vazão ecológica), respeitando ainda a classe em que o curso d’água estiver enquadrado e os seus usos múltiplos (navegação, geração de energia, recreação, etc).

Cabe ao poder público da União, dos Estados e do Distrito Federal outorgar o direito e fiscalizar o uso de recursos hídricos. No caso dos rios de domínio federal esta atribuição está a cargo da ANA, criada pela Lei nº 9.984, de 17 de julho de 2000. De acordo com KELMAN (2001), uma das atribuições da ANA é a de garantir a operação de reservatórios de forma compatível com as outorgas concedidas na bacia hidrográfica.

Sob esse enfoque, quando se avalia a questão da operação de reservatórios de regularização de usinas hidrelétricas, observa-se que o setor elétrico pode atuar nos estirões de rios como uma grande “torneira”, sujeitando os usuários de jusante à quantidade de água liberada dos reservatórios, podendo, dessa maneira, gerar escassez hídrica artificial. Com relação aos usuários de montante, essa operação pode agir como inibidora, pois cada usina integrante do Sistema Interligado Nacional (SIN) tem que garantir o fornecimento de uma determinada quantidade de energia que, por sua vez, é função direta das vazões afluentes ao barramento. Ora, se não houver o controle dos usos consuntivos a montante, por exemplo, irrigação e transposição de água, como será possível para o setor elétrico atender a demanda de energia do País? E ainda, sob a ótica do empreendedor, quem se responsabilizará pela produção renunciada de energia?

Surge então um sério conflito pelo uso da água: atender ao fornecimento de energia elétrica ou atender as necessidades dos demais usuários?

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SIMULAÇÃO DA OPERAÇÃO DE GERAÇÃO DE ENERGIA DOS APROVEITAMENTOS HIDRELÉTRICOS DOS RIOS TOCANTINS E ARAGUAIA

P

ara fundamentar a metodologia proposta e torná-la exequível, foi concebido o Sistema de Simulação de Usinas com Usos Consuntivos de Água (SisUCA), ferramenta computacional desenvolvida nas linguagens C++ e Delphi. Ele tem por finalidade simular a produção de energia elétrica em um conjunto de aproveitamentos de uma mesma bacia hidrográfica, contemplando cenários prospectivos de usos consuntivos da água, limitados ao valor da vazão máxima outorgável e priorizando a disponibilidade hídrica para jusante dos aproveitamentos. O manual do aplicativo é descrito em detalhes no Capítulo Manual do Sistema de Simulação de Usinas com usos consuntivos de água: SisUCA. O SisUCA foi desenvolvido para ser utilizado em qualquer bacia hidrográfica do território nacional. Entretanto, para validação da metodologia proposta e avaliação da aplicabilidade da ferramenta computacional, foi escolhida a bacia dos rios Tocantins e Araguaia. A seleção da bacia é justificada pelo fato de ser a maior localizada inteiramente em território brasileiro e por possuir dois aproveitamentos hidrelétricos (Serra da Mesa e Tucuruí) cujos reservatórios somados representam o maior estoque de volume útil ou energia armazenada do SIN.

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Para a simulação hidráulica energética do conjunto de usinas, foi considerada a série de vazões naturais afluentes publicadas em ONS (2007) e selecionados os seguintes aproveitamentos: Serra da Mesa, Cana Brava, São Salvador, Peixe Angical, Luis Eduardo Magalhães, Couto Magalhães, Santa Isabel e Tucuruí. A Figura 6.1 ilustra o arranjo topológico do conjunto de usinas considerado.

Figura 6.1 – Topologia dos Aproveitamentos Hidrelétricos

Vale ressaltar que a motorização da segunda fase do aproveitamento de Tucuruí, com 11 unidades geradoras de 375MW, foi iniciada em 2003 e a partir de abril de 2007, a usina passou a operar com a motorização completa (ONS, 2002). Com base nessas informações, adotou-se que a simulação abrangeria o período de janeiro de 1931 até dezembro de 2002, quando a potência instalada de Tucuruí era igual a 4.200 MW.

A partir das séries de vazões naturais afluentes aos aproveitamentos hidrelétricos, foi estimada a vazão de referência (Q95%) e, em seguida, a vazão máxima outorgável (VMO) para o período de janeiro de 1931 a dezembro de 2002. A Tabela 6.1 relaciona os resultados encontrados, bem como as vazões incrementais entre as usinas consideradas na simulação.

Tabela 6.1 – Vazões de Referência, Máximas Outorgáveis e Máximas Outorgáveis Incrementais Q95% VMO VMO Incremental (m3/s) (m3/s) (m3/s) Serra da Mesa 162,0 113,4

12,6 Cana Brava 180,0 126,0

15,4 São Salvador 202,0 141,4

107,1 Peixe Angical 355,0 248,5

60,2 Luis Eduardo Magalhães 441,0 308,7

361,2 Couto Magalhães 47,0 32,9

370,3 Santa Isabel 576,0 403,2

720,3* Tucuruí 2.046,0 1.432,2

* VMO em Tucuruí subtraída da soma das VMO em Luis Eduardo Magalhães e Santa Isabel.

Usina

Os cenários para atendimento às demandas de água para outros usos foram estabelecidos a partir de porcentagens da vazão máxima outorgável: 25%, 50%, 75% e 100%. A partir deles cenários, foi simulada a operação hidráulica energética do conjunto de usinas para as seguintes condições de contorno: Sem retirada de vazões ao longo do período de 1931 a 2002.

Com retiradas crescentes de 25%, 50%, 75% e 100%

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da VMO (1ª usina da cascata) e das parcelas de 25%, 50%, 75% e 100% da VMO incremental (demais usinas da cascata) da série de vazões ao longo do período de 1931 a 2002.

As informações das principais características físicas, hidráulicas e energéticas dos aproveitamentos hidrelétricos estão listadas nas Tabelas 6.2 a 6.6.

Tabela 6.2 – Características dos Aproveitamentos Hidrelétricos Potência Queda de Perda N.A. Início da η Usina Instalada Referência Hidráulica Canal Fuga Operação (MW) (m) (m) (m) Serra da Mesa 04/1998 1.275,0 92,5 117,20 3,50 333,90 Cana Brava 05/2002 471,6 91,0 43,60 0,90 287,40 São Salvador 280,0 90,0 22,66 0,70 N.D. Peixe Angical 11/2006 452,0 92,5 27,71 0,80 234,05 L Magalhães 12/2001 902,5 91,0 29,00 0,70 175,80 C Magalhães 150,0 92,0 145,0 1,70 471,2 Santa Isabel 1.080,0 93,0 26,20 0,82 97,80 Tucuruí 11/1984 4.200,0 93,6 61,70 0,60 8,70 Fonte: Transcrito de HORA (2008).

N.D. – informação não disponível.

Tabela 6.3 – Níveis d´Água e Volumes Operacionais Usina

Serra da Mesa Cana Brava São Salvador Peixe Angical L Magalhães C Magalhães Santa Isabel Tucuruí

Volume NA Volume Útil Normal (hm3) (hm3) Mínimo Máximo Jusante Mínimo Máximo NA Normal (m)

417,30 333,00 287,00 261,00 212,00 620,00 125,00 51,64

460,00 333,00 287,00 263,00 212,00 620,00 125,00 71,93

333,00 287,00 263,56 234,05 177,00 471,20 97,80 8,70

11.150,0 2.300,0 952,0 2.210,0 4.940,0 46,26 1.850,0 13.487,2

54.400,0 2.300,0 952,0 2.740,0 4.940,0 46,26 1.850,0 45.500,0

43.250,0 0,0 0,0 0,0* 0,0 0,0 0,0 32.012,8

Fonte: Transcrito de HORA (2008). * Em virtude das pequenas dimensões do volume útil, foi desprezado o efeito de uma possível regularização da UHE Peixe Angical.

Tabela 6.4 – Coeficientes da Curva Cota versus Área Usina

Serra da Mesa Cana Brava São Salvador Peixe Angical L Magalhães C Magalhães Santa Isabel Tucuruí

A0 1,60E+05

A1 -9,86E+02

Cota x Área A2 1,95E+00

A3 -1,20E-03

A4

1,39E+02 1,04E+02 2,94E+02 6,26E+02 7,25E+00 2,40E+02 1,46E+04

-9,59E+02

2,38E+01

-2,57E-01

1,09E-03

Fonte: Transcrito de HORA (2008).

Tabela 6.5 – Coeficientes da Curva Vazão versus NAjusante Usina

A0

Vazão x NAjusante A1 A2 A3 1,34E-03 8,82E-08 -1,63E-11 4,43E-03 -7,81E-07 6,62E-11 3,60E-03 -4,24E-07 2,61E-11 1,41E-13 9,58E-04 -1,98E-08

A4

Serra da Mesa Cana Brava São Salvador Peixe Angical L Magalhães

3,33E+02

2,31E-03

-1,26E-07

3,71E-12

-3,89E-17

C Magalhães

4,67E+02 9,26E+01

4,12E-02 1,41E-03

1,73E-04 -7,86E-08

-1,60E-06 2,79E-12

2,67E+00

7,41E-04

-2,22E-08

4,08E-13

2,68E-09 -3,92E-17 2,87E-18

Santa Isabel Tucuruí

2,84E+02 2,57E+02

2,34E+02 1,72E+02

-5,81E-16

Tabela 6.6 – Coeficientes da Curva Volume versus Cota Usina Serra da Mesa Cana Brava São Salvador Peixe Angical L Magalhães C Magalhães Santa Isabel Tucuruí

A0 3,91E+02 3,33E+02 2,87E+02 2,63E+02 2,12E+02 6,20E+02 1,25E+02 3,04E+01

Fonte: Transcrito de HORA (2008).

Volume x Cota A1 A2 2,77E-03 -4,36E-08

A3 2,90E-13

A4

2,18E-03

8,29E-13

-4,94E-18

-5,54E-08

Tendo em vista que a formulação do balanço hídrico, representada pela equação (18), demanda o conhecimento da vazão evaporada, foi necessária a estimativa dessa variável em cada um dos locais dos aproveitamen-

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tos. Para tanto, fez-se uso da ferramenta computacional Sistema de Reconstituição de Séries de Vazões Naturais (SisVazNat), desenvolvida pela Universidade Federal Fluminense em parceria com outras instituições para a ANA, [HORA & MARQUES, 2010]. Esse modelo, além da funcionalidade principal de reconstituição de vazões naturais, possui outros módulos associados, dentre os quais se destaca o cálculo de variáveis climáticas.

De acordo com ONS (2004), a variável climática adotada na reconstituição das séries de vazões naturais e nas simulações energéticas nos eixos dos aproveitamentos hidrelétricos é a evaporação líquida. Esta variável é descrita em McMAHON & MEIN (1978) como sendo representada pela diferença entre a evaporação de um reservatório e a evapotranspiração no local antes de sua implantação, sendo expressa por: EL = ELa - ETR (34) onde: EL evaporação líquida mensal, em mm.

ELa evaporação do reservatório ou de lago, em mm.

ETR evapotranspiração real antes da implantação do reservatório, em mm.

Das fórmulas disponíveis no SisVazNat para a determinação da evaporação líquida, foi selecionada a combinação dos modelos CRLE - Complementary Relationship Lake e CRAE - Complementary Relationship Areal Evapotranspiration, consubstanciados em MORTON (1983) e adotados pelo ONS para a geração de vazões naturais. A Tabela 6.7 relaciona os valores estimados de evaporação líquida.

Usina Serra da Mesa Cana Brava São Salvador Peixe Angical L Magalhães C Magalhães Santa Isabel Tucuruí

Tabela 6.7 – Evaporação Líquida nos Aproveitamentos Evaporação Líquida Mensal (mm) Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out 20,0 7,9 19,1 21,7 28,2 42,0 54,4 70,6 91,3 87,8 20,4 7,9 19,3 21,6 28,0 41,6 54,7 70,5 92,8 89,2 20,6 7,9 19,2 21,0 27,7 41,4 56,7 71,7 99,0 94,5 16,2 7,9 11,4 11,7 21,1 39,2 57,5 83,3 109,9 100,6 15,1 7,9 12,8 13,8 17,9 31,9 39,5 69,0 88,0 77,4 16,2 7,9 14,8 17,8 24,6 33,7 41,8 57,9 78,5 70,4 13,7 7,9 10,6 10,5 13,3 23,9 39,3 58,3 73,3 61,3 6,9 7,9 6,2 6,7 7,5 8,8 9,0 5,8 4,9 5,7

Nov 56,9 56,7 55,2 47,1 43,6 45,8 41,6 4,0

Dez 31,1 31,5 30,7 26,7 26,6 28,4 28,3 7,6

Aplicabilidade da metodologia proposta de geração de energia A aplicabilidade da metodologia proposta e, consequentemente, do aplicativo desenvolvido foi avaliada a partir da comparação dos resultados por ele gerados com aqueles oriundos da operação do setor elétrico, cujos dados disponibilizados referem-se apenas aos aproveitamentos de Serra da Mesa e Tucuruí, abrangendo o período comum entre abril de 1999 a dezembro de 2001.

Com relação aos níveis dos reservatórios, o de Tucuruí estava com 100% da sua capacidade de armazenamento, enquanto o de Serra da Mesa se encontrava com nível d´água na cota 448,00 m (35.645 x 106 m3). Os resultados encontrados e as diferenças percentuais alcançadas, a partir da comparação entre a energia oriunda da operação do setor elétrico e a simulada pelo aplicativo, são ilustrados na Tabela 6.8 e nos gráficos das Figuras 6.2 a 6.4.

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Tabela 6.8 – Comparação das Energias Geradas e Simuladas nos Aproveitamentos de Serra da Mesa e Tucuruí SERRA DA MESA TUCURUÍ Diferença Diferença Ano Energia Anual (MWano) Energia Anual (MWano) (%) (%) ONS SisUCA ONS SisUCA 1999 4.578.685 5.021.894 9,68 18.880.344 19.907.114 5,44 2000 6.740.951 6.659.127 -1,21 27.260.754 29.267.910 7,36 2001 6.386.497 5.874.776 -8,01 27.863.160 28.786.211 3,31 Total 17.706.133 17.555.797 -0,85 74.004.258 77.961.235 5,35 Figura 6.2 – Aproveitamento Hidrelétrica de Serra da Mesa: Comparação entre as Energias Geradas e Simuladas

Figura 6.3 – Aproveitamento Hidrelétrico de Tucuruí: Comparação entre as Energias Geradas e Simuladas

Figura 6.4 – Comparação entre as Energias Geradas e Simuladas nos Aproveitamentos Hidrelétricos de Serra da Mesa e Tucuruí

Da análise dos resultados, pode se observar que as diferenças entre as energias geradas e simuladas para o período considerado situaram-se abaixo de 1% para o aproveitamento de Serra da Mesa e abaixo de 6% para o de Tucuruí. Em termos globais, ou seja, considerando a operação do conjunto de usinas (Serra da Mesa + Tucuruí), a diferença foi de apenas 4%, como mostrado na Figura 6.4.

Vale ressaltar que nas simulações realizadas não foram consideradas as taxas de indisponibilidade programada e forçada, visto que essas informações não estavam disponíveis. Além disso, as regras para geração de energia do aplicativo SisUCA e àquelas preconizadas pelo setor elétrico são distintas, o primeiro prioriza os usos múltiplos através da operação da usina em dois patamares de turbinamento (Capítulo Simulação da operação de geração de energia dos aproveitamentos hidrelétricos dos rios Tocantins e Araguaia) e o segundo opera a usina visando o atendimento da demanda energética do siste-

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ma interligado brasileiro. Por conseguinte, os resultados encontrados permitiram validar a formulação matemática proposta e o aplicativo desenvolvido.

Simulação hidráulica energética do conjunto de aproveitamentos hidrelétricos Foram efetuadas simulações da operação hidráulica energética do conjunto de usinas a partir do uso da ferramenta computacional SisUCA, considerando em um primeiro cenário a inexistência de retirada de vazões e nos seguintes retiradas crescentes de parcelas (25%, 50%, 75% e 100%) da vazão máxima outorgável (VMO).

Os resultados encontrados, em energia produzida e perdas decorrentes pelo uso consuntivo crescente da água, são apresentados nas Tabelas 6.9 e 6.10. Na primeira, foi avaliada a energia média resultante da simulação do período de janeiro de 1931 a dezembro de 2002. Na segunda, a energia firme resultante da simulação do período crítico do sistema (junho de 1949 a novembro de 1956).

Tabela 6.9 – Avaliação da Energia Média Produzida e Perdas pela Retirada de Água para outros Usos Porcentagem da Retirada da VMO Energia Média Usina (MWano) 0% 25% 50% 75% 100% Produzida 6.524.189 6.279.828 6.034.455 5.793.336 5.561.514 Serra da % da Produção 100,0% 96,3% 92,5% 88,8% 85,2% Mesa % da Perda 0,0% 3,7% 7,5% 11,2% 14,8% Produzida 2.742.812 2.643.221 2.545.155 2.445.380 2.349.731 Cana Brava % da Produção 100,0% 96,4% 92,8% 89,2% 85,7% % da Perda 0,0% 3,6% 7,2% 10,8% 14,3% Produzida 1.741.958 1.680.327 1.619.773 1.557.589 1.496.947 São % da Produção 100,0% 96,5% 93,0% 89,4% 85,9% Salvador % da Perda 0,0% 3,5% 7,0% 10,6% 14,1% Produzida 2.912.704 2.812.615 2.710.411 2.606.375 2.501.242 Peixe % da Produção 100,0% 96,6% 93,1% 89,5% 85,9% Angical % da Perda 0,0% 3,4% 6,9% 10,5% 14,1%

Produzida Luis % da Produção Magalhães % da Perda Produzida Couto % da Produção Magalhães % da Perda Produzida Santa Isabel % da Produção % da Perda Produzida Tucuruí % da Produção % da Perda

5.291.084 5.138.595 100,0% 97,1% 0,0% 2,9% 997.523 916.527 100,0% 91,9% 0,0% 8,1% 5.852.066 5.732.812 100,0% 98,0% 0,0% 2,0% 27.522.957 26.447.235 100,0% 96,1% 0,0% 3,9%

4.983.964 94,2% 5,8% 831.202 83,3% 16,7% 5.611.958 95,9% 4,1% 25.381.613 92,2% 7,8%

4.826.455 91,2% 8,8% 743.031 74,5% 25,5% 5.489.314 93,8% 6,2% 24.282.643 88,2% 11,8%

4.667.393 88,2% 11,8% 652.822 65,4% 34,6% 5.369.350 91,8% 8,2% 23.197.487 84,3% 15,7%

Tabela 6.10 – Avaliação da Energia Firme Produzida e Perdas pela Retirada de Água para outros Usos Porcentagem da Retirada da VMO Energia Firme Usina (MWano) 0% 25% 50% 75% 100% 5.644.622 5.402.774 5.160.855 4.918.866 4.685.384 Serra da Produzida 100,0% 95,7% 91,4% 87,1% 83,0% Mesa % da Produção 0,0% 4,3% 8,6% 12,9% 17,0% % da Perda Produzida 2.476.961 2.370.086 2.262.730 2.154.885 2.050.971 Cana Brava % da Produção 100,0% 95,7% 91,4% 87,0% 82,8% 0,0% 4,3% 8,6% 13,0% 17,2% % da Perda 1.513.126 1.446.055 1.378.438 1.310.267 1.244.047 Produzida São 100,0% 95,6% 91,1% 86,6% 82,2% % Salvador da Produção 0,0% 4,4% 8,9% 13,4% 17,8% % da Perda 2.521.844 2.398.633 2.273.575 2.146.892 2.022.326 Produzida Peixe 100,0% 95,1% 90,2% 85,1% 80,2% Angical % da Produção 0,0% 4,9% 9,8% 14,9% 19,8% % da Perda Produzida 4.495.783 4.305.155 4.112.704 3.916.461 3.719.983 Luis 100,0% 95,8% 91,5% 87,1% 82,7% % Magalhães da Produção 0,0% 4,2% 8,5% 12,9% 17,3% % da Perda 828.908 735.515 640.542 545.104 449.182 Produzida Couto 100,0% 88,7% 77,3% 65,8% 54,2% % Magalhães da Produção 0,0% 11,3% 22,7% 34,2% 45,8% % da Perda Produzida 5.104.153 4.952.974 4.799.944 4.643.923 4.494.802 Santa 97,0% 94,0% 91,0% 88,1% % da Produção 100,0% Isabel 0,0% 3,0% 6,0% 9,0% 11,9% % da Perda 25.456.500 24.000.467 22.902.166 21.530.877 20.162.785 Produzida Tucuruí % da Produção 100,0% 94,3% 90,0% 84,6% 79,2% 0,0% 5,7% 10,0% 15,4% 20,8% % da Perda

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Como era de se esperar o atendimento crescente de vazões para outros usos a montante dos reservatórios de regularização dos aproveitamentos hidrelétricos implica na redução da produção de energia. Nas usinas individualizadas, a variação das perdas devido às retiradas crescentes da VMO situou-se entre 2% e 35% para a energia média e, entre 3% e 46% para a energia firme. No que tange à geração global e às perdas energéticas associadas aos usos consuntivos crescentes de água, os resultados encontrados são ilustrados na Tabela 6.11 e nas figuras 6.5 a 6.7.

Tabela 6.11 – Avaliação das Perdas Globais de Energia da Cascata pela Retirada de Vazões para o Atendimento dos Usos Múltiplos Cascata Retirada Energia Média (MWano) Energia Firme (MWano) da VMO Produzida Produção Perda Produzida Produção Perda 0% 53.585.294 100,0% 0,0% 48.041.897 100,0% 0,0% 25% 51.651.161 96,4% 3,6% 45.611.659 94,9% 5,1% 50% 49.718.532 92,8% 7,2% 43.530.955 90,6% 9,4% 75% 47.744.123 89,1% 10,9% 41.167.276 85,7% 14,3% 100% 45.796.486 85,5% 14,5% 38.829.479 80,8% 19,2% Figura 6.5 - Produção e Perdas Globais das Energias Média e Firme no Atendimento às Demandas de Água para outros Usos

Energia Média Energia Firme

0% 53.585.294 48.041.897

25% 51.651.161 45.611.659

50% 49.718.532 43.530.955

75% 47.744.486 41.167.276

100% 45.796.486 38.829.479

Figura 6.6 – Perdas Globais de Energia Média

Figura 6.7 – Perdas Globais de Energia Firme

Observa-se que as perdas no conjunto de usinas consideradas variaram entre 3,6% e 14,5% para a energia média e entre 5,1% e 19,2% para a energia firme.

Vazões Regularizadas Resultantes da Simulação para O Atendimento às Demandas de Água

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MANUAL DO SISTEMA DE SIMULAÇÃO DE USINAS COM USOS CONSUNTIVOS DE ÁGUA: SisUCA

É

parte integrante da publicação, um CD-ROM contendo o aplicativo Sistema de Simulação de Usinas com Usos Consuntivos de Água (SisUCA), o banco de dados relacional e o exemplo de uso da ferramenta.

Execução do aplicativo Para iniciar o aplicativo, o usuário deverá clicar no ícone no diretório onde foi instalada a ferramenta computacional, quando será apresentada a tela ilustrada na Figura 7.1 para a inserção da topologia do arranjo do conjunto de aproveitamentos hidrelétricos da bacia hidrográfica pretendidos na simulação.

Figura 7.1 – SisUCA: Tela da Topologia

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Será adotada, como exemplo de aplicação, uma cascata com cinco aproveitamentos hidrelétricos da bacia dos rios Tocantins e Araguaia, cuja topologia esquemática está apresentada na Figura 7.2.

Figura 7.2 – Exemplo de Aplicação

Na caixa de texto denominada “Usina” deverá ser digitado o nome do primeiro aproveitamento hidrelétrico, no sentido de montante para jusante, e acionado o botão para adicioná-lo na topologia. Em seguida, deverão ser inseridos cada um dos aproveitamentos da cascata, como exemplificado nas figuras 7.3 e 7.4.

Figura 7.3 – Etapas de Preenchimento da Topologia: Inserção da Primeira Usina da Cascata

Figura 7.4 – Etapas de Preenchimento da Topologia: Inserção da Segunda Usina da Cascata

Caso uma usina esteja localizada em um rio afluente, após a sua inserção, o usuário deverá selecioná-la e clicar

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no botão . A tela do aplicativo irá exibir o nome deslocado para a direita, indicando que ela está localizada em um afluente do rio principal e a montante da usina que se encontra relacionada abaixo. A Figura 7.5 ilustra a inclusão da UHE Santa Isabel, cuja implantação é prevista no rio Araguaia, afluente do rio Tocantins, a montante da UHE Tucuruí.

Figura 7.5 – Inserção de Usinas Localizadas em Afluentes

Se for do interesse a alteração da ordem das usinas, basta selecionar os botões ou até que a seqüência desejada esteja ajustada. Após a conclusão da topologia pode-se salvá-la clicando em . Para dar início à etapa de simulação, o botão deverá ser acionado e, neste instante, surgirá a tela do aplicativo com os campos preenchidos para a primeira usina da cascata, UHE Serra da Mesa, como ilustrado na Figura 7.6. Na figura são apresentadas duas variáveis de entrada. A primeira, denominada “Volume útil p/operação c/engolimento

máximo”, cujo objetivo é o de representar um volume de espera no reservatório, quando for o caso. O usuário poderá definir um valor para que o aplicativo possa utilizar este percentual como volume útil já deduzido da parcela referente ao volume de espera. A segunda, intitulada de “Taxa de Indisponibilidade” visa representar uma possível perda de geração comercial ou uma redução da produtividade da usina devido às paradas forçadas e programadas dos equipamentos de geração, em porcentagem.

Figura 7.6 – Tela Inicial de Entrada de Dados com Usina Cadastrada

O aplicativo está conectado automaticamente a um banco de dados denominado dados_usinas2000.mdb, que já possui as informações dos aproveitamentos hidrelétricos da bacia dos rios Tocantins e Araguaia. É dada a opção de importação através do botão , entretanto, vale destacar que as tabelas deverão seguir exatamente o mesmo formato e sequência do banco de dados origi-

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nal do aplicativo. Como última opção, o usuário poderá digitar as informações nas telas e armazená-las clicando no botão . O aplicativo irá gerar uma linha no arquivo dados_usinas2000.mdb com as informações fornecidas.

O usuário deverá clicar em para acessar a próxima tela, como mostrado na Figura 7.7.

Figura 7.7 – Tela de Preenchimento da Entrada de Dados

Nas caixas do canto superior esquerdo deverão ser preenchidas as datas inicial e final do período de simulação. Em seguida, deverá ser acionado o botão , quando será exibida a tela com as séries de vazões naturais, como ilustrado na Figura 7.8.

Figura 7.8 – Tela com a Série de Vazões Naturais

O usuário poderá importar outra série de vazões, bastando clicar em . Caso seja do interesse a alteração de algum valor, o programa permite a digitação em cada campo correspondente ao ano e ao mês da série.

Pode se observar também na tela da Figura 7.8 que o campo do valor da vazão máxima outorgável encontra-se preenchido, mas com possibilidade de alteração, bastando que o usuário selecione a existência ou não de usos consuntivos no estirão de montante e a que porcentagem da VMO eles se referem. Em seguida, o usuário deverá selecionar o botão quando será apresentada cada uma das usinas definidas na topologia com os dados preenchidos, conforme mostrado na Figura 7.9.

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Figura 7.9 – Tela de Entrada de Dados da Cascata

Figura 7.9 – Tela de Entrada de Dados da Cascata - Continuação

GERAÇÃO DOS RELATÓRIOS E GRÁFICOS DE SAÍDA Não havendo mais usina na cascata, o usuário deverá selecionar o botão , quando surgirá a tela para salvar o resultado da simulação, Figura 7.10, bastando apenas a digitação do nome do arquivo. São previstos dois tipos de saída, uma mensal e outra anual, ambas em formato HTML. O programa irá gerar automaticamente os gráficos de saída, como mostrado na Figura 7.11. São oferecidas cinco alternativas de visualização de variáveis: vazão afluente, vazão defluente, vazão vertida, vazão turbinada e energia gerada.

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Figura 7.10 – Tela para Salvar o Arquivo Resultante da Simulação

Figura 7.11 – Tela de Saída da Vazão Afluente

Ao escolher uma variável, o usuário poderá observar os resultados para cada um dos anos simulados, bastan-

do selecionar na caixa “Ano”, aquele de interesse, como exemplificado na Figura 7.12.

Figura 7.12 – Tela de Saída da Energia Gerada no Ano 1962

É dada a opção de visualização por usina, a partir da seleção na caixa “Modo”. O usuário poderá observar todas as variáveis para cada uma das usinas inseridas na topologia em cada um dos anos da série simulada, como ilustrado na Figura 7.13.

Figura 7.13 – Gráfico das Variáveis por Usina por Ano de Simulação

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O usuário poderá optar por visualizar a série completa e, neste caso, o gráfico abrangerá intervalos de 20 anos da série, ou ainda observar a energia gerada por usina para cada ano, como mostrado nas figuras 7.14 e 7.15, respectivamente.

Figura 7.14 – Gráfico das Variáveis por Usina para a Série Completa

Figura 7.15 – Energia Gerada por Usinas para a Série Completa

O usuário poderá também acessar os resultados das simulações, cujos arquivos são formatados em extensão HTML. Abaixo é apresentada a saída da simulação anual do aproveitamento hidrelétrico de Serra da Mesa para a condição “sem usos consuntivos”, ou seja, redução da VMO igual a zero.

• Serra da Mesa • Total de meses de simulação: 864 Potência instalada (MW): 1275,0 Queda de referência (m): Volume total: 54400000000,00 Volume morto: Volume útil total: 43250000000,00 Engolimento máximo: Perda hidráulica: 3,50 Vazão MLT: 787,14 Vazão regularizada: VMO: 113,40 Redução VMO: ANO 1931 1932 1933 ANO 1934 1935 1936 1937 1938 1939 1940 1941 1942 1943 1944 1945 1946

QAFLU 910,75 620,25 757,67 QAFLU 639,08 1172,17 710,42 658,92 593,58 813,33 1408,50 804,67 846,08 1268,33 765,17 1881,67 914,50

QDEFL 959,28 666,59 666,59 QDEFL 710,37 925,78 863,03 666,59 666,59 666,59 1258,37 953,20 710,37 1264,03 828,40 1678,76 1048,54

VOL.ÚTIL 94,78 91,16 90,09 VOL.ÚTIL 89,27 95,42 91,34 80,79 80,65 83,79 97,07 91,84 90,69 94,73 92,28 98,86 94,09

NAres 458,65 457,71 457,44 NAres 457,22 458,81 457,76 455,02 454,96 455,81 459,24 457,89 457,59 458,63 458,01 459,70 458,47

QUEDA 120,99 120,49 120,21 QUEDA 119,93 121,20 120,24 117,79 117,74 118,58 121,15 120,24 120,30 120,52 120,54 120,98 120,68

117,2 11150000000,00 1192,00 666,59000000 0,00 ENERGIA 7679892,75 6388623,51 6373935,19 ENERGIA 6784192,79 7265452,65 7646475,47 6245707,14 6242872,15 6287651,52 7670394,26 8068338,52 6803742,75 8063861,04 7236588,13 8918309,31 7657825,13

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1947 1948 1949 1950 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982

975,33 919,75 892,42 519,58 609,75 494,08 454,42 503,25 574,33 580,00 984,58 766,25 780,75 1000,92 667,08 618,33 464,58 805,58 709,42 912,92 544,08 718,58 705,50 936,17 472,67 617,67 815,33 764,08 514,25 542,92 828,00 1014,42 1197,08 1530,33 929,92 1065,00

879,94 812,49 1026,60 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 666,59 1098,98 1360,96 911,24 1140,24

93,05 93,75 93,81 82,18 75,30 61,41 43,26 31,52 22,40 9,86 33,81 42,51 51,97 66,85 73,47 64,45 55,58 56,39 55,68 72,98 66,62 62,66 63,24 82,68 67,97 59,18 66,73 75,68 68,08 52,82 63,37 84,51 94,22 95,92 95,76 95,78

458,20 458,38 458,40 455,37 453,54 449,45 442,91 437,52 432,68 424,64 438,65 442,63 446,28 451,09 453,02 450,41 447,47 447,84 447,64 452,86 451,06 449,88 450,06 455,51 451,45 448,78 451,14 453,65 451,50 446,60 450,10 455,99 458,50 458,94 458,90 458,91

120,66 120,94 120,64 118,14 116,31 112,22 105,68 100,29 95,46 87,42 101,42 105,40 109,05 113,86 115,80 113,19 110,24 110,61 110,41 115,63 113,83 112,66 112,83 118,28 114,22 111,55 113,91 116,42 114,27 109,38 112,87 118,76 120,65 120,79 121,31 120,98

7239647,96 7258806,25 7657156,18 6264476,37 6167449,34 5950241,46 5603645,43 5317805,51 5061476,04 4635160,38 5377602,49 5588799,43 5782338,76 6037308,14 6140002,91 6001509,72 5845586,95 5864910,63 5854519,68 6131273,11 6035876,19 5973427,88 5982907,86 6271798,91 6056476,76 5914926,77 6039815,76 6173227,87 6058989,24 5799546,52 5985058,64 6296982,10 7653741,99 7648803,03 7699951,59 8095910,67

1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

1213,42 1136,73 95,51 458,83 551,58 666,59 92,86 458,15 1023,92 906,90 93,97 458,44 674,08 736,19 93,44 458,30 527,08 666,59 77,56 454,15 743,58 666,59 79,45 454,67 751,42 666,59 70,81 452,27 768,75 666,59 92,17 457,97 732,67 734,79 90,69 457,59 1093,00 981,00 94,38 458,54 696,83 864,33 92,10 457,96 750,50 666,59 92,22 457,99 720,42 666,59 92,92 458,17 474,50 666,59 83,55 455,73 865,58 666,59 88,21 456,95 489,08 666,59 79,86 454,75 444,42 666,59 59,96 448,94 819,67 666,59 64,86 450,55 483,92 666,59 54,98 447,32 655,33 666,59 55,25 447,41 Energia Média do Período (MWano):

120,93 120,92 120,85 120,97 116,92 117,44 115,05 120,74 120,27 120,85 120,44 120,76 120,94 118,50 119,72 117,52 111,71 113,33 110,09 110,19

7666285,31 6411836,07 7676095,99 6837753,63 6199603,28 6227040,64 6100155,42 6402341,33 6800313,35 7671576,77 7656708,65 6403185,43 6412698,99 6283456,62 6348053,17 6231240,52 5923382,56 6009039,27 5837326,63 5842506,81 6524189,18

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CONCLUSÃO A avaliação da aplicabilidade da formulação matemática proposta e da ferramenta computacional concebida foi efetuada a partir da comparação entre os valores resultantes das simulações com aqueles oriundos da operação do setor elétrico na cascata dos rios Tocantins e Araguaia. Em termos anuais, as diferenças percentuais situaram-se abaixo de 10%. Em termos globais, considerando a operação da cascata (Serra da Mesa + Tucuruí), a diferença ficou no entorno de apenas 4%. Vale ressaltar que nas simulações não foram levadas em conta as taxas de indisponibilidade programada e forçada. Além disso, as regras para geração de energia no SisUCA e as adotadas pelo ONS são distintas, uma vez que o primeiro prioriza os usos múltiplos através do aumento da disponibilidade hídrica em uma mesma bacia hidrográfica e o segundo visa o atendimento da demanda energética do sistema interligado nacional. Os testes comparativos realizados endossaram a formulação matemática e a regra de operação propostas.

A utilização do aplicativo SisUCA não apresentou limitações ou restrições nas simulações executadas e o tempo médio de processamento foi inferior a 1 minuto para uma cascata com oito aproveitamentos e período de simulação de 1931 a 2002, em cada cenário de retirada de água. O SisUCA atingiu a meta estabelecida de critério de parada, qual seja o da convergência da vazão regularizada para o período em que o reservatório estava totalmente cheio (100%), passou pelo instante em que ficou vazio (0%), e tornou a ficar cheio novamente (100%), sem reenchimentos totais intermediários, utilizando,

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neste intervalo de tempo, todo o volume útil. Com base no exposto, pode-se inferir que o aplicativo atingiu os objetivos para os quais foi construído.

Acredita-se que tanto a formulação matemática proposta quanto o aplicativo concebido possam fornecer subsídios mais consistentes na tomada de decisão para uma melhor compatibilização do possível conflito entre setores usuários de recursos hídricos.

No que tange ao conflito pelo uso da água, o atendimento crescente de vazões para usos consuntivos implica diretamente na redução da produção de energia. No conjunto de usinas simuladas, a variação das perdas globais situou-se entre 3,6% e 14,5% para a energia média e 5,1% e 19,2% para a energia firme. Por outro lado, ao se privilegiar o turbinamento das vazões regularizadas, durante o deplecionamento e reenchimento dos reservatórios, mantém-se de forma constante, ao longo do período de simulação, a maior defluência possível das usinas. Desta forma, garante-se para o estirão de jusante uma maior quantidade de água passível de ser repartida entre diversos usuários.

A redução na produção pode comprometer o atendimento da energia contratada. Assim sendo, é importante que o concessionário de um aproveitamento hidrelétrico tenha a real noção de que o seu empreendimento, provavelmente, não será capaz de atender à demanda de energia. Neste aspecto, é de suma importância a definição de regras claras que não venham a penalizar os empreendedores. Uma alternativa viável poderia ser a permissão da utilização da totalidade das vazões afluentes ao aproveitamento e comercialização da energia gerada,

sabendo que existe uma reserva de vazões que poderá ser utilizada por outros setores usuários, no futuro. Para não haver problemas, as energias asseguradas e, portanto, as garantias físicas sofreriam revisões a cada período de modo a atualizar possíveis reduções e embasar o setor elétrico, de maneira adequada, no planejamento de novos empreendimentos para a expansão da geração. Este procedimento visa equacionar o conflito pela utilização dos recursos hídricos deste importante setor usuário dando garantias para o seu desenvolvimento.

Por fim, sugere-se que a regra de operação proposta seja adotada em aproveitamentos hidrelétricos inseridos em bacias hidrográficas onde o conflito já está identificado.

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256p.

PRIMEIRA EDITORA NEUTRA EM CARBONO DO BRASIL Título conferido pela OSCIP PRIMA (www.prima.org.br) após a implementação de um Programa Socioambiental com vistas à ecoeficiência e ao plantio de árvores referentes à neutralização das emissões dos GEE´s – Gases do Efeito Estufa.

Este livro foi composto na fonte Myriad Pro, corpo 13.

Impresso na Global Print Editora e Gráfica Ltda., em papel cartão supremo 250g. (capa) e offset 90g. (miolo) produzido em harmonia com o meio ambiente.

Esta edição foi impressa em junho 2012.

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Mônica de Aquino Galeano Massera da Hora graduou-se em Engenharia Civil em 1985, pela Universidade Federal Fluminense. Possui mestrado e doutorado pela COPPE / UFRJ / Programa de Engenharia Civil, na área de concentração em recursos hídricos.

Atuou como assessora técnica junto à Comissão de Saneamento Ambiental da Assembleia Legislativa do Estado do Rio de Janeiro. Foi professora visitante do Instituto Militar de Engenharia e desenvolveu trabalhos de consultoria nas áreas de hidrologia e sedimentologia fluvial.

Entre seus livros publicados, encontram-se: SAD-RH - Sistema Generalizado de Apoio à Decisão na Gestão de Recursos Hídricos e SisVazNat 1.0 - Sistema de Reconstituição de Vazões Naturais, pela UFF. Escreveu, em parceria com o Professor Antonio da Hora, o capítulo intitulado Uma Discussão sobre Outorga e Cobrança dos Recursos Hídricos do livro Gestão Ambiental de Bacias Hidrográficas, publicação do IVIG / COPPE / UFRJ. Desde 2008, é professora adjunta da Universidade Federal Fluminense, responsável pelas disciplinas de Hidrologia, Gestão de Recursos Hídricos e Energia Alternativa. Atualmente, realiza o trabalho de revisão técnica da tradução da obra intitulada Engineering Hydrology of Arid and Semi-arid Regions de autoria do Professor Dr. Mostafa M. Soliman.

A garantia do uso múltiplo da água, através da sua repartição entre os diversos setores, é um dos objetivos principais da gestão dos recursos hídricos, porém, ainda não está claro como alcançar este objetivo no caso das usinas hidrelétricas. Portanto, é necessária a investigação de uma solução para a melhor forma de compatibilização da utilização dos recursos hídricos entre o setor elétrico e demais usuários.

A presente publicação apresenta uma formulação para a compatibilização da geração de energia com os usos múltiplos da água, introduzindo uma nova variável representada por retiradas de água, limitada à totalidade do valor da vazão máxima outorgável. A metodologia proposta e o aplicativo desenvolvido buscam embasar o gestor de recursos hídricos ou o empreendedor do setor elétrico na análise da evolução das possíveis perdas de geração de energia em função do incremento dos usos consuntivos.

Mônica de Aquino Galeano Massera da Hora

Compatibilização da geração de energia em aproveitamentos hidrelétricos com os demais usos dos recursos hídricos

É com grande satisfação que apresento mais um trabalho de Mônica de Aquino Galeano Massera da Hora. Fruto da pesquisa realizada em sua tese de doutorado - a qual tive o privilégio de orientar, juntamente com o Professor Rui Carlos Vieira da Silva -, este livro apresenta propostas inovadoras para questões relacionadas à operação hidráulica de usinas hidrelétricas com reservatórios de regularização. A metodologia desenvolvida por Mônica, aliada a uma ferramenta computacional própria, considera os usos múltiplos dos recursos hídricos, permitindo assim a avaliação da quantidade de energia elétrica passível de ser gerada, tendo em vista as possíveis perdas energéticas decorrentes da necessidade de atender à demanda de água dos demais setores usuários, tanto atuais como futuras.

O livro reflete não apenas o rigor de um trabalho acadêmico, mas a grande experiência da autora na área de hidrologia. Tenho certeza de que se constituirá num instrumento valiosíssimo para todos aqueles que se dedicam (e se preocupam) com o destino dos imensos recursos hídricos de nosso país.

Luiz Fernando Loureiro Legey Professor Titular do Programa de Planejamento Energético da COPPE/UFRJ