As usinas hidrelétricas – inclusive as PCH’s – são projetadas de forma a aproveitar ao máximo possível o potencial dos recursos hídricos para fins de geração de energia elétrica. Contudo, sua operação depende do regime do curso hídrico no qual estão inseridas, que varia ao longo das épocas do ano – de chuvas e de estiagem. As formas como as usinas hidrelétricas utilizam-se da vazão do curso hídrico para geração de energia definem sua regra de operação. A priori, existem dois tipos de regra de operação: operação em ponta e a fio d’água. A operação em ponta prioriza a geração de energia em determinados horários do dia, geralmente durante o pico de consumo de energia, que ocorre entre as 18:00 e 21:00 horas. Nos demais horários do dia – denominado horário fora de ponta – a usina hidrelétrica acumula água em seu reservatório, liberando para jusante, por meio de seus dispositivos, uma vazão inferior à vazão afluente. Em seguida, durante o horário de pico de consumo – denominado horário de ponta – é turbinada uma vazão superior à vazão afluente, graças ao volume de água acumulado durante o horário fora de ponta.
As usinas com operação a fio d’água, por sua vez, priorizam a geração de energia uniformemente ao longo do dia. A vazão afluente é aproximadamente igual à vazão turbinada e liberada a jusante. Dessa forma, a operação deste tipo de usina é mais dependente das variações naturais de vazão do curso hídrico.
No caso das Pequenas Centrais Hidrelétricas Ponte, Palestina e Triunfo, estas foram concebidas para serem operadas em regime de ponta, ou seja, com a capacidade máxima de geração durante as três horas de maior consumo energético. Quando a vazão afluente aos reservatórios é inferior à vazão mínima turbinável, as usinas liberam continuamente a vazão afluente, sem reservação.
Contudo, cabe ressaltar ainda uma característica especial no arranjo de suas estruturas. As “casas de força” (estruturas que abrigam as turbinas hidrelétricas) estão posicionadas a algumas centenas de metros em separado de seus barramentos, visando um melhor aproveitamento da “queda” (diferença de nível) do curso hídrico – neste caso, do rio Pomba – e, assim, a aumentar sua capacidade potencial de geração de energia. Simplificadamente, a vazão a ser turbinada é captada em uma tomada d’água e aduzida através de um canal ou conduto forçado, do barramento até a casa de força, para então ser restituída ao curso hídrico após passar pelas turbinas. Entretanto, este tipo de arranjo, comum em diversas usinas hidrelétricas de pequeno porte – caso das PCH’s – ocasiona uma redução de vazão no trecho do curso hídrico situado entre o barramento e a casa de força. Este trecho é comumente denominado Trecho de Vazão Reduzida – TVR.
Todas as três pequenas centrais hidrelétricas estudadas possuem TVR’s. Apesar de que toda usina hidrelétrica prioriza o maior aproveitamento possível da queda de nível e da vazão do curso hídrico para maior capacidade de geração de energia, parte da vazão deve ser mantida no TVR de forma a garantir a manutenção dos demais usos da água além da geração de energia – caso existam – e da vida aquática neste trecho, minimizando da melhor forma possível os impactos ambientais e sociais decorrentes da redução da vazão natural. Neste sentido, a definição da vazão sanitária mínima a ser mantida foi objeto de avaliação e discussão entre o empreendedor – na época, a Cat-Leo Energia S.A. – e o órgão ambiental – FEAM – no decorrer dos processos de licenciamento ambiental das três PCH’s. Os comprimentos dos TVR’s e as vazões mantidas nos mesmos são apresentados nas tabelas 7.2 e 7.3, respectivamente.
Tabela 7.2 – Comprimento dos trechos de vazão reduzida dos três barramentos (m)
Barramento PCH Ponte PCH Palestina PCH Triunfo Comprimento do trecho de vazão
reduzida(1) (m) 750 150 100
(1)
Distância da casa de força ao barramento Fonte: ESSE (1998)
Tabela 7.3 – Vazões liberadas pelos três barramentos (m3/s)
Vazões liberadas (m3/s) PCH Ponte PCH Palestina PCH Triunfo Entre o barramento e a casa de força(1) 0,10 0,00 0,00 A jusante da casa de força - - - Durante o período fora de ponta –
vazão mínima turbinada 7,76 7,84 10,32 Durante o período de ponta – vazão
máxima turbinada 51,00 58,0 76,60
(1)
Exceto na ocorrência de vertimento em época de cheias, quando a vazão deverá ser maior Fonte: ESSE (1998)
Conforme exposto nas tabelas 7.2 e 7.3, os comprimentos dos TVR’s das PCH’s Palestina e Triunfo – iguais a 150 e 100 m, respectivamente – foram considerados desprezíveis, não sendo proposta, portanto, a permanência de uma vazão mínima para os mesmos, exceto quando da ocorrência de vertimento do barramento. Apenas no caso da PCH Ponte foi proposta a permanência de uma vazão mínima, no trecho de 750 m de extensão, igual a 0,10 m3/s, de forma a atender os critérios ambientais.
O Parecer Técnico da Licença Prévia das três PCH’s, emitido pela FEAM, afirmava que “foi informado que, considerando-se a extensão do trecho de vazão residual e os valores da depleção para cada empreendimento, não deverão ocorrer comprometimentos ambientais que possam resultar em condições conflitantes. No entanto, este trecho, entre a PCH Ponte e a PCH Triunfo, será monitorado a fim de que sejam observadas modificações que possam ser substanciais para o empreendimento e o meio ambiente local” (FEAM, 2000). Neste contexto, incluiu-se o Programa de Monitoramento Limnológico e da Qualidade das Águas das três PCHS.
Baseados nos dados de volumes e de vazões liberadas dos empreendimentos pode-se calcular o tempo de residência para cada uma das situações de operação – durante os horários de operação em ponta e fora de ponta das PCH’s. Os tempos de residência são obtidos pela soma das vazões liberadas no trecho de vazão reduzida e a jusante da casa de força dividida pelos volumes dos reservatórios. O tempo de residência geral de cada reservatório é calculado através da média ponderada entre os tempos de residência nos períodos de ponta e fora de ponta, e são apresentados na Tabela 7.4, a seguir.
Tabela 7.4 – Tempos de residências das águas dos três reservatórios (dias)
Reservatório PCH Ponte PCH Palestina PCH Triunfo Durante o período fora de ponta 22,16 7,70 25,03 Durante o período de ponta 3,41 1,04 3,37
Geral 19,82 6,87 22,32
Fonte: Dados calculados
O tempo de residência da água nos reservatórios é um parâmetro de grande influência na qualidade das águas, e será útil principalmente para se avaliar os riscos de eutrofização.
7.4. Diagnóstico e impactos sobre os usos da água do rio Pomba na