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Energia hidrelétrica

Energia hidrelétrica utiliza a água, recurso natural renovável, como meio de geração de eletricidade. O Brasil é uma referência mundial na utilização de energia elétrica.
Usina hidrelétrica.
As usinas hidrelétricas são estruturas que utilizam a água como recurso para a geração de energia.

A energia hidrelétrica é produzida pela força da água. As estruturas das usinas hidrelétricas utilizam a água armazenada pelas barragens como recurso para a movimentação de turbinas. Assim, a energia mecânica proveniente da água é transformada em energia elétrica nas usinas. O funcionamento das hidrelétricas envolve um conjunto de elementos, desde a construção de barragens, passando pela casa de força, até as linhas de transmissão.

A principal vantagem da energia hidrelétrica é a utilização da água, ou seja, um recurso natural renovável. Porém esse fonte possui inúmeras desvantagens, no geral, ligadas ao elevado impacto ambiental provocado pela sua instalação. O Brasil é um dos grandes produtores de energia hidrelétrica do mundo. Essas usinas possuem um papel fundamental na matriz elétrica do país. A maior hidrelétrica do Brasil é a de Itaipu.

Leia também: Como se caracteriza a matriz energética do Brasil?

Resumo sobre energia hidrelétrica

  • A energia hidrelétrica é proveniente da água. Esse recurso natural renovável é responsável pelo fornecimento de energia mecânica para as usinas.

  • As hidrelétricas são construções complexas formadas, no geral, por estruturas como barragem, casa de força, canais de abastecimento e vertedouro.

  • Uma vantagem das usinas hidrelétricas é o seu baixo custo de produção, quando se compara às demais fontes de energia.

  • A energia hidrelétrica, apesar de considerada limpa, possui inúmeros impactos ambientais e sociais.

  • Essa fonte de energia promove uma profunda transformação do meio natural e resulta em grandes impactos na vegetação, no solo, no ar e na água.

  • A matriz elétrica brasileira é predominantemente formada pelas fontes hidráulicas. Dessa forma, o Brasil detém uma matriz elétrica considerada renovável.

  • As três maiores hidrelétricas do Brasil são Itaipu (rio Paraná); Belo Monte (rio Xingu) e Tucuruí (rio Tocantins).

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O que é energia hidrelétrica?

A usina hidrelétrica é um complexo estrutural que tem como objetivo a geração de energia elétrica por meio da força da água. Portanto, é uma instalação que, por meio de seus elementos, utiliza a água como recurso básico para fornecer a força necessária para o funcionamento de turbinas. Assim, há na usina hidrelétrica uma transformação da energia mecânica, produzida pela movimentação da água, em energia elétrica.

As usinas hidrelétricas são compostas por elementos como barragem, canais de abastecimento, casa de força, entre outros, que formam o conjunto de estruturas necessárias para o correto funcionamento das suas instalações. As fontes hidráulicas de energia são consideradas renováveis, uma vez que utilizam a água, recurso que possui capacidade de regeneração no meio natural.

Leia também: Energia geotérmica – aproveitamento do calor interno da Terra como fonte de energia

Funcionamento da energia hidrelétrica

O funcionamento de uma usina hidrelétrica é bastante complexo e envolve uma gama de processos, que abarcam diversas áreas do conhecimento. A usina hidrelétrica, em um formato tradicional, possui um reservatório onde a água do rio é armazenada. Esse reservatório, no qual é instalado uma barragem, interrompe o fluxo natural dos cursos de água, proporcionando a acumulação da água em um grande lago artificial. Assim, as barragens são responsáveis pela acumulação da água para o funcionamento da usina.

Por sua vez, um sistema de dutos realiza a captação da água no reservatório e direciona o seu fluxo para as turbinas. É justamente o fluxo de água canalizado da barragem o responsável pelo acionamento das turbinas, localizadas na casa de força, a principal instalação de uma usina hidrelétrica.

A casa de força é composta por um sistema complexo de equipamentos, como as turbinas e os geradores. São as turbinas que transformam a força da água em energia mecânica. Já os geradores são responsáveis pela transformação da energia mecânica em energia elétrica.

As usinas hidrelétricas possuem, ainda, uma rede de distribuição de energia, formada por transformadores e fio elétricos, que repartem a energia produzida na unidade para o abastecimento dos consumidores. Por sua vez, a água utilizada no processo de geração de energia é lançada novamente nos cursos de água onde está instalada a usina. As hidrelétricas contam também com várias estruturas de segurança, como o vertedouro, que permite a passagem da água armazenada caso a barragem atinja um nível muito alto de volume de água.

  • Videoaula sobre como funciona uma usina hidrelétrica

Vantagens da energia hidrelétrica

A energia hidrelétrica, quando comparada às demais fontes de energia, possui um conjunto de vantagens atreladas, em especial, ao seu custo-benefício. A principal vantagem das usinas hidrelétricas é que elas utilizam a água, um recurso natural renovável, para a produção de energia.

Ademais, apesar dos inúmeros impactos ambientais provocados pelas hidrelétricas, elas emitem menor volume de poluentes atmosféricos, quando comparado a outras unidades fornecedoras de energia, como as termelétricas. Os custos operacionais das usinas hidrelétricas são considerados baixos. Essas usinas admitem também outros usos, em especial dos seus reservatórios, como para o desenvolvimento de atividades de turismo e lazer.

Desvantagens da energia hidrelétrica

As usinas hidrelétricas são frequentemente apontadas como uma força de produção de energia limpa. Porém essas unidades são responsáveis por um conjunto de impactos ambientais, que provocam uma profunda transformação do ambiente natural. A listagem abaixo apresenta as principais desvantagens das usinas hidrelétricas:

  • Alteração das formas de vida das populações, em especial, de grupos tradicionais, como ribeirinhos, indígenas e quilombolas.

  • Supressão da vegetação nativa por meio do alagamento de grandes áreas de floresta para a construção das barragens.

  • Emissão de gases que intensificam o aquecimento global, como o dióxido de carbono e metano, produzidos por meio da decomposição de matéria orgânica.

  • Acentuação do assoreamento dos rios devido à intensa modificação do fluxo natural da água do rio e dos seus processos hidrológicos.

  • Extinção de espécies, em especial, aquáticas, as mais atingidas pela modificação do fluxo de água dos rios.

  • Desequilíbrio de ecossistemas por meio da transformação das dinâmicas ambientais e da alteração de recursos naturais, como o solo, o ar e a água.

Energia hidrelétrica no Brasil

A energia hidrelétrica é muito utilizada e bastante desenvolvida no Brasil. As hidrelétricas são a principal fonte de energia elétrica do país. Desse modo, ocupam um lugar de destaque na matriz elétrica do Brasil e são uma das principais fontes que compõem a matriz energética nacional. O uso da energia hidrelétrica no Brasil está ligado, prioritariamente, às condições naturais do território brasileiro.

O país possui condições climáticas propícias para a instalação desse tipo de usina, já que tem, no geral, um regime de chuvas elevado e bem distribuído. No mais, o Brasil possui muitos rios caudalosos, predominantemente localizados em zonas de planalto, característica geográfica que facilita o maior aproveitamento da água para a movimentação das turbinas.

O Brasil ocupa um lugar de destaque na utilização de hidrelétricas em âmbito mundial, ao contrário de grande parte dos países que ainda possuem uma matriz elétrica pautada em fontes não renováveis. Atualmente, de acordo com a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), cerca de 67% da energia gerada no país vêm de fontes hidráulicas.

Há no Brasil um grande número de usinas hidrelétricas, inclusive de pequeno porte, que contribuem para o abastecimento elétrico do país. O Brasil, apesar do grande uso de hidrelétricas, apresenta ainda um grande potencial de instalação dessas usinas, em especial na região Amazônica. Contudo, esse cenário esbarra em questões como a necessidade de preservação ambiental e os elevados custos de distribuição de energia.

Foto da usina de Itaipu, onde se produz energia hidrelétrica.
A usina de Itaipu é a principal hidrelétrica do Brasil. [1]

Usinas hidrelétricas do Brasil

O Brasil possui uma ampla rede de usinas hidrelétricas, distribuídas ao longo de grande parte do território, com destaque para a região centro-sul. Nos últimos anos, a instalação de usinas tem sido ampliada para a porção norte brasileira, em razão das condições geográficas disponíveis nela, além do esgotamento do aproveitamento hidráulico dos rios da porção centro-sul do país. No entanto, há um intenso debate sobre o custo-benefício dessa expansão e seus impactos provocados no meio ambiente.

Atualmente, as maiores usinas hidrelétricas do país estão localizadas na região Norte e são fruto de investimentos recentes, mediante a necessidade de expansão da capacidade de produção de energia elétrica do país. A usina de Belo Monte e as hidrelétricas de Jirau e Santo Antônio são exemplos desse contexto. Já a usina de Itaipu, que pertence ao Brasil e ao Paraguai, é considerada a maior hidrelétrica brasileira e uma das maiores do mundo. Ela é a principal representante das hidrelétricas localizadas no centro-sul do Brasil.

A listagem abaixo apresenta a maiores usinas hidrelétricas do Brasil:

USINA

ESTADO

RIO

CAPACIDADE

Itaipu (binacional)

Paraná

Paraná

14000 MW

Belo Monte

Pará

Xingu

11233 MW

Tucuruí

Pará

Tocantins

8535 MW

Jirau

Rondônia

Madeira

3750 MW

Santo Antônio

Rondônia

Madeira

3568 MW

Ilha Solteira

Mato Grosso do Sul/São Paulo

Paraná

3444 MW

Xingó

Alagoas/Sergipe

São Francisco

3162 MW

Paulo Afonso IV

Bahia

São Francisco

2462 MW

Leia também: O que é bioenergia?

Exercícios resolvidos sobre energia hidrelétrica

Questão 1 - (Enem)

Segundo dados do Balanço Energético Nacional de 2008, do Ministério das Minas e Energia, a matriz energética brasileira é composta por hidrelétrica (80%), termelétrica (19,9%) e eólica (0,1%). Nas termelétricas, esse percentual é dividido conforme o combustível usado, sendo: gás natural (6,6%), biomassa (5,3%), derivados de petróleo (3,3%), energia nuclear (3,1%) e carvão mineral (1,6%). Com a geração de eletricidade da biomassa, pode-se considerar que ocorre uma compensação do carbono liberado na queima do material vegetal pela absorção desse elemento no crescimento das plantas. Entretanto, estudos indicam que as emissões de metano (CH4) das hidrelétricas podem ser comparáveis às emissões de CO2 das termelétricas.

MORET, A. S.; FERREIRA, I. A. As hidrelétricas do Rio Madeira e os impactos socioambientais da eletrificação no Brasil. Revista Ciência Hoje. V. 45, n° 265, 2009 (adaptado).

No Brasil, em termos do impacto das fontes de energia no crescimento do efeito estufa, quanto à emissão de gases, as hidrelétricas seriam consideradas como uma fonte

A) limpa de energia, contribuindo para minimizar os efeitos deste fenômeno.

B) eficaz de energia, tomando-se o percentual de oferta e os benefícios verificados.

C) limpa de energia, não afetando ou alterando os níveis dos gases do efeito estufa.

D) poluidora, colaborando com níveis altos de gases de efeito estufa em função de seu potencial de oferta.

E) alternativa, tomando-se por referência a grande emissão de gases de efeito estufa das demais fontes geradoras.

Resolução

Alternativa D. As usinas hidrelétricas são consideradas poluidoras, uma vez que o alagamento provocado pela formação de barragens resulta na decomposição de vegetais presentes na região ocupada pela água. Desse modo, há a emissão de gases causadores do efeito estufa, como o metano, por meio do processo de decomposição vegetal.

Questão 2 - (Unicentro 2017) O Brasil possui uma grande quantidade de rios, o que proporciona um grande potencial hidrelétrico. Assinale a alternativa correta que corresponde a quais fatores geográficos favorecem a instalação deste potencial.

A) A latitude e a monotonia do relevo.

B) As condições climáticas e ao relevo acidentado.

C) A continentalidade do território e a disposição longitudinal do seu relevo.

D) A predominância no país do clima equatorial e a existência de poucas áreas planas.

E) A extensão dos rios e a abundância de água doce.

Resolução

Alternativa B. O Brasil possui um regime de chuvas predominantemente tropical, caracterizado pela boa distribuição de chuvas, além de altos volumes pluviométricos. No mais, no território brasileiro predominam os rios de planalto, que apresentam desníveis naturais que favorecem o processo de instalação de hidrelétricas.

Crédito da imagem

[1] Maila Facchini / Shutterstock

Publicado por Mateus Campos
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