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  14.09.17

Segurana nas usinas


Laboratório do IPT ensaia estrutura de contenção de troncos que protege as turbinas de hidroelétricas


Estruturas flutuantes para a contenção de detritos sólidos, como árvores inteiras, impedem que eles cheguem às turbinas de usinas hidrelétricas. São muito utilizados em países como Estados Unidos e Canadá onde recebem a denominação de log boom. No Brasil, a empresa Santo Antonio Energia desenvolveu uma estrutura modular de grades metálicas e flutuadores plásticos para conter os troncos e vegetações carregados pelo Rio Madeira. O protótipo foi instalado na Usina Santo Antonio, no Rio Madeira, no estado de Rondônia, e contém oito linhas com centenas de módulos de 6,2 metros, que chegam a mais de 800 metros de extensão.

Uma vez instalado, o protótipo da estrutura apresentou alguns comportamentos dinâmicos incompatíveis com o desempenho esperado.
No período crítico das cheias, entre março e abril, descem em média cerca de 9.000 troncos e árvores por dia pelo Rio Madeira
 
A empresa contratou então o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), por meio de um projeto de P&D da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), para identificar possíveis causas e propor soluções.

“Foi realizada uma investigação numérica e o modelo em escala reduzida, na proporção de 1:10, está sendo ensaiado no tanque de provas do Laboratório de Engenharia Naval e Oceânica”, informa o pesquisador João Lucas Dozzi Dantas. O tanque é um equipamento simulador hidrodinâmico de grandes proporções: tem 280 metros de comprimento, 6,6 metros de largura e 4,5 metros de profundidade, dotado de avançada instrumentação para medições de forças com precisão.

Segundo Dantas, estudos estruturais e o trabalho de instrumentação do protótipo serão realizados por outra unidade do IPT, o Laboratório de Equipamentos Mecânicos e Estruturas. Os esforços sobre a estrutura são muito grandes. “Os troncos e árvores inteiras ficavam retidos e se acumulavam junto à estrutura, em vez de serem direcionados ao vertedouro”, relata o pesquisador. “No período crítico das cheias, entre março e abril, descem em média cerca de 9.000 troncos e árvores por dia pelo rio, com comprimento estimado entre seis a dez metros de altura, com 30 centímetros de diâmetro. O recorde registrado foi uma castanheira com 28 metros”.

O pesquisador destaca que o deslocamento de árvores, cujos troncos flutuam rio abaixo, é um fenômeno sazonal e natural. “Árvores inteiras são arrancadas das margens dos rios pela força das águas durante os períodos das cheias, que vão de março a junho naquela região, tendo o período crítico concentrado nos dois primeiros meses.”

A equipe do IPT empenhou-se em identificar as causas do desempenho inadequado do protótipo, que impede a operação da usina em carga máxima e exige maior número de paradas para manutenção. “O que fizemos foi reproduzir o problema em escala reduzida. Foram medidas as forças exercidas para entender, recalcular e extrapolar os dados obtidos para o modelo real. Agora estamos no refinamento das soluções”, explica Dantas. O projeto deve estar concluído em 2018.