Seguindo o conceito de fio d’água, a Usina Hidrelétrica Baixo Iguaçu adota técnicas sustentáveis de geração de energia

A obra iniciada em 2013 e instalada na margem esquerda do Rio Iguaçu, no estado do Paraná, teve um pico de uso concomitante de 70 caminhões durante a fase inicial de escavação do canal de desvio do rio

É uma quinta-feira nublada na pacata cidade de Capanema, no Paraná, próxima à fronteira com a Argentina, e a obra da construção da Usina Hidrelétrica Baixo Iguaçu segue agitada, rumo à etapa final. Ao caminhar pelo canteiro, é possível notar que a estrutura de concreto da Casa de Força já está quase 100% concluída e o Vertedouro, com nove dos 16 vãos já construídos. Daqui a 15 meses, quando iniciar as operações, a usina deve gerar uma média de 168,2 MW.

Para entender os detalhes da obra, a capacidade e as dimensões da nova usina é preciso primeiro entender sua localização. A UHE Baixo Iguaçu é a última usina possível no Rio Iguaçu, no sudoeste do Paraná. Isso porque já há outras cinco no mesmo rio (Foz da Areia, Segredo, Salto Santiago, Salto Osório e Salto Caxias) e a recém-construída está encostada nos limites do Parque Nacional do Iguaçu, área de proteção ambiental.

“É o único lugar onde se pode construir. Se você pensar em termos de engenharia, o ideal é que ela ficasse mais para baixo. Custaria a mesma coisa, mas ganharia na questão da potência”, explica Carlos Martini, gerente de engenharia da Odebrecht, empresa contratada para a execução da obra.

Por isso, no arranjo concebido no projeto, o coroamento do barramento conta com aproximadamente 1.080 m de comprimento total. Na ombreira esquerda, está o circuito hidráulico de geração, que é formado por três tomadas de água, que são interligadas a cada uma das três turbinas do tipo Kaplan com eixo vertical. O Vertedouro está sendo construído no leito do rio, protegido atualmente por duas ensecadeiras. Na margem direita, será feito o fechamento, por meio de barragem do tipo enrocamento.

A UHE Baixo Iguaçu segue o conceito de fio d””””água: não possui um reservatório que possa ser utilizado em períodos de seca. “Existe um lago, mas não há variação linear no lago. Todo o volume de água que chega passa pela usina, não há acúmulo de água”, afirma Luis Fernando Rahuan, diretor de contrato da Odebrecht. Essa é considerada uma alternativa sustentável para a geração de energia, uma vez que reduz a estrutura das barragens e a dimensão dos alagamentos.

A execução
Começou em julho de 2013, com a implementação do canteiro de obras. Instalado na margem esquerda do rio, é como se fosse uma pequena cidade. Possui alojamentos e refeitório para os funcionários (em agosto de 2016 chegou ao pico de 2.628 pessoas), quadras poliesportivas, áreas de lazer, estação de tratamento de água, ambulatório médico, subestação e central de geração de energia de 2 MW e estação de tratamento de esgoto.

Além disso, há uma estrutura de centrais industriais formada por uma central de britagem com capacidade de 350 t/h, duas centrais de concreto, uma central de gelo para dosagem do concreto e locais para carpintaria, fabricação de pré-moldados e armação.

Assim que o canteiro foi devidamente implementado, a obra partiu para sua primeira etapa de construção, que foi a escavação do canal de desvio na margem direita do rio. É como se fosse um alargamento do rio, para manter as condições próximas às existentes e influenciar menos no fluxo, enquanto na margem esquerda foi instalada uma ensecadeira, espécie de barragem provisória para a contenção temporária da ação das águas no local onde seria construída a Casa de Força e Vertedouro.

O conceito de fio d””água diminui a área alagada e necessita de estrutura reduzida de barragens

Conforme explica Rahuan, as escavações, tanto do canal de desvio quanto da Casa de Força, foram feitas com perfuratriz em rocha e detonação e seguinlevaram cerca de dez meses. “A gente chegou a um pico de 70 caminhões trabalhando durante a etapa de escavação”, afirma o diretor de contrato, que também ressalta que o maior volume de escavações foi na Casa de Força.

Boa parte da rocha de escavação foi estocada na central de britagem e concreto e também utilizada para a construção da ensecadeira, que também é feita de solo (argila) com cascalho, que é o que faz a vedação. A ensecadeira é em formato de U, capaz de isolar a margem esquerda, permitindo à equipe de obra entrar no leito do rio e fazer a construção da Casa de Força e Vertedouro.

Em 2014, uma cheia histórica rompeu a ensecadeira e carregou um guindaste

Cheia de 2014
Essa ensecadeira foi construída com um tempo de recorrência (TR) (ou período de retorno) de 100 anos. Isso quer dizer que a altura dessa estrutura foi calculada de tal forma que o rio poderia subir e passar por cima dela apenas uma vez em 100 anos, ou seja, 1% de probabilidade. “É um cálculo estatístico, não quer dizer que não possa acontecer amanhã”, afirma Rahuan.

Não foi exatamente no dia seguinte, no entanto, um mês após o término da ensecadeira, o Rio Iguaçu atingiu sua maior vazão já registrada desde o início da série histórica, iniciada em 1942, chegando a um volume de água na ordem de 32.000 m3/s. A cheia causou o rompimento da ensecadeira e alagamento dos recintos da Casa de Força e Vertedouro. A força da água foi tanta que levou embora um guindaste que já estava montado no canteiro.

“Outros rios têm o nível da água aumentado gradativamente, e muitas vezes dá tempo de tomar ações como altear uma ensecadeira e aumentar a proteção da obra. No nosso caso, a vazão aumentou mais de dez vezes em 24 horas. A prudência que a gente teve foi remover as pessoas e equipamentos para não ter um dano maior”, explica Augusto Castelo Branco, gerente comercial da Odebrecht. A ensecadeira teria contido essa vazão somente se tivesse sido projetada com 260 anos de recorrência.

O tempo de recorrência de 100 anos, usado como parâmetro para o projeto da ensecadeira, não foi suficiente para conter a vazão exagerada.
Casa de Força e tomada de água.

Reconstrução
O fenômeno atrasou a obra em três meses e, quanto o rio voltou a sua vazão média, o trabalho foi de remoção dos escombros e reconstrução da ensecadeira, dessa vez mais alta. “Logo depois que a água baixou, reconstruímos uma ensecadeira para abrigar 12 vãos do Vertedouro. Porque a gente não conseguia construir a ensecadeira completa em cima daquele material todo que ficou ali no fundo do rio”, explica Rahuan.

Dessa maneira, a solução foi fazer uma ensecadeia mais curta para 12 vãos do Vertedouro e uma complementação para abrigar os 16 vãos, construída sobre os remanescentes da ensecadeira destruída pela cheia. Assim, se houvesse uma nova cheia, a segunda ensecadeira seria levada, mas a obra estaria garantida pela primeira. Também foi construído um muro lateral, que no futuro vai fazer parte do Vertedouro, capaz de dar mais proteção à construção da estrutura da usina.

Casa de Força
Três anos depois e com grande parte da estrutura já erguida, fica até difícil imaginar o grau de destruição causado pela cheia de 2014. A Casa de Força, por exemplo, já está com 95% de sua estrutura de concreto concluída. “A parte de concreto de primeiro estágio, que é aquele que vai antes da montagem, está quase pronta. O concreto de segundo estágio, que é o concreto de envolvimento da turbina, ainda não está pronto e só será feito junto com a turbina”, destaca o diretor de contrato Luis Fernando Rahuan.

Em uma obra desse porte, o conceito é um pouco diferente do conceito de cálculo estrutural. A fundação, por exemplo, é feita diretamente na rocha. Há também outras variáveis que devem ser calculadas para garantir a estabilidade da estrutura. “Funciona como um navio. Por exemplo, você tem que calcular a estabilidade dela para não flutuar, para não tombar e também deve ter um esforço de tombamento”, explica o gerente comercial Augusto Castelo Branco.

Em paralelo à estrutura de concreto, que já está praticamente pronta, está sendo feita a parte eletromecânica, envolvendo a montagem das três turbinas Kaplan, que serão posicionadas alinhadas. “Enquanto a civil está construindo [o concreto de segundo estágio], estou preparando [a montagem da turbina] na linha de montagem, explica Ricardo Tavares, gerente de montagem eletromecânica.

A linha de montagem fica na Área de Montagem (AM), que nada mais é do que um espaço reservado dentro da Casa de Força, onde a turbina é pré-montada. De lá, as peças são içadas por uma ponte rolante, que as levam para o local definitivo. “Quando você começa a obra, tem que estudar o tamanho do seu AM e saber quantas peças cabem nele. Então a civil vai avançando e a gente entra montando através da ponte rolante”, afirma Tavares.

Planta

 

Planta
Planta

Casa de Força
Três anos depois e com grande parte da estrutura já erguida, fica até difícil imaginar o grau de destruição causado pela cheia de 2014. A Casa de Força, por exemplo, já está com 95% de sua estrutura de concreto concluída. “A parte de concreto de primeiro estágio, que é aquele que vai antes da montagem, está quase pronta. O concreto de segundo estágio, que é o concreto de envolvimento da turbina, ainda não está pronto e só será feito junto com a turbina”, destaca o diretor de contrato Luis Fernando Rahuan.

Em uma obra desse porte, o conceito é um pouco diferente do conceito de cálculo estrutural. A fundação, por exemplo, é feita diretamente na rocha. Há também outras variáveis que devem ser calculadas para garantir a estabilidade da estrutura. “Funciona como um navio. Por exemplo, você tem que calcular a estabilidade dela para não flutuar, para não tombar e também deve ter um esforço de tombamento”, explica o gerente comercial Augusto Castelo Branco.

Em paralelo à estrutura de concreto, que já está praticamente pronta, está sendo feita a parte eletromecânica, envolvendo a montagem das três turbinas Kaplan, que serão posicionadas alinhadas. “Enquanto a civil está construindo [o concreto de segundo estágio], estou preparando [a montagem da turbina] na linha de montagem, explica Ricardo Tavares, gerente de montagem eletromecânica.

A linha de montagem fica na Área de Montagem (AM), que nada mais é do que um espaço reservado dentro da Casa de Força, onde a turbina é pré-montada. De lá, as peças são içadas por uma ponte rolante, que as levam para o local definitivo. “Quando você começa a obra, tem que estudar o tamanho do seu AM e saber quantas peças cabem nele. Então a civil vai avançando e a gente entra montando através da ponte rolante”, afirma Tavares.

Central de britagem e central de concreto
Central de britagem e central de concreto
Obra: casa de força em construção
Luis Fernando Rahuan supervisiona os trabalhos na Casa de Força

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