Manual Hidrelétrico

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COMITÊ BRASILEIRO DE BARRAGENS VI SIMPÓSIO BRASILEIRO SOBRE PEQUENAS E MÉDIAS CENTRAIS HIDRELÉTRICAS BELO HORIZONTE - MG, 21 A 25 DE ABRIL DE 2008. T22 – A03 MANUAL DE INVENTÁRIO HIDRELÉTRICO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS: SUA REVISÃO E PCHs Helio Mitsuo SUGAI Engenheiro Civil - Planejamento da Expansão da Geração – COPEL. Milton Francisco dos SANTOS JUNIOR Engenheiro Eletricista - Planejamento da Expansão da Geração – COPEL. Fernando Giacomini MACHADO Engenheiro Civil - Planejamento da Expansão da Geração – COPEL. RESUMO Desde 2005, por iniciativa do MME, instituições e empresas do Setor Elétrico Brasileiro estão novamente revisando Manual de Inventário Hidrelétrico, motivados por avanços na legislação referente a assuntos ambientais, com destaque para incorporação da AAI, e por consideração de PCHs. Este trabalho apresenta contextualização e histórico do Manual de Inventário. São analisadas as aplicações dos estudos ambientais e de engenharia e, finalmente, são apresentadas as prováveis alterações e discutidas as expectativas quanto ao resultado. ABSTRACT Since the year 2005, Brazilian Electrical Sector, led by Energy’s Ministry (MME), is making another revision of Hydroelectric Inventory Manual driven by advances in environmental legislation, featuring Integrated Environmental Evaluation (AAI), and by the possibility of extending its use to Small Hydroplants (PCHs). This paper presents the context of the Inventory Manual and its history. This paper also analyzes environmental and engineering applications and, at last, presents the probable changes and discusses the expectations about de result. VI Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas 1 1. INTRODUÇÃO O potencial hidrelétrico paranaense, notadamente generoso pelas oportunidades que oferece para implantação de aproveitamentos hidrelétricos, tem sido mapeado e estudado pela Companhia Paranaense de Energia – COPEL desde a sua fundação. O primeiro reconhecimento sistemático desse potencial, efetuado de forma a abranger todo o Estado do Paraná, foi feito em meados da década de 60, quando dos Estudos do Potencial da Região Sul do Brasil pela consultora CANAMBRA para o Comitê Centro-sul (rio Tibagi, e outros afluentes do rio Paranapanema) e Comitê Sul (rios Piquiri, Ivaí, Iguaçu, incluindo seus afluentes Negro, Chopim e Jordão, entre outros). Os rios dessas regiões foram estudados em nível de inventário hidrelétrico e os principais aproveitamentos estudados em nível de viabilidade. Esses estudos propuseram, por exemplo, uma forma de aproveitamento do potencial do rio Iguaçu que está sendo seguida com pequenas adaptações. Anteriormente a esses estudos, identificava-se um local com características favoráveis, em geral queda de água, e se procedia aos estudos de engenharia relativos a esse local e se implantava a usina de forma isolada, como ocorreu com aquelas construídas na serra do Mar, Apucaraninha (na bacia do rio Tibagi), com as desativadas Salto Grande do Iguaçu (no Médio Iguaçu) e Julio de Mesquita Filho (na foz do rio Chopim), entre outras. O último estudo de inventário desenvolvido pela COPEL, o do rio Chopim, foi elaborado aplicando-se o Manual de Inventários. A precisão dos dimensionamentos, da quantificação dos serviços e fornecimento e das estimativas de custo, a qualidade do produto e, principalmente, a facilidade para se chegar a esse ponto foram notáveis. Destacou-se uma ferramenta matemática para se comparar os impactos ambientais, comparação essa que era feita outrora usando critérios subjetivos, quase a sentimento. A grande maioria dos leitores não vivenciou a chamada pré-história da área de planejamento do setor elétrico e terá dificuldade para imaginar esse salto. Atualmente, devido a avanços na área da informática e a maiores exigências da regulação e da legislação, notadamente de meio-ambiente, são possíveis e fazemse necessárias análises multidisciplinares integradas mais elaboradas já nas fases iniciais de estudos de bacias hidrográficas. Sistematizar metodologicamente todas as atividades e análises, incorporando mais e mais aspectos, foi uma das pretensões da presente revisão do Manual de Inventário Hidrelétrico. Com a experiência adquirida no passado a COPEL tem se prestado a auxiliar para o alcance desse objetivo. 2. PLANEJAMENTO DE EXPANSÃO DO SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO As etapas de planejamento de expansão do sistema elétrico brasileiro para implantação de um aproveitamento hidrelétrico são: • estimativa do potencial hidrelétrico; • estudo de inventário hidrelétrico; VI Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas 2 • estudo de viabilidade (base técnica para a licitação pela Lei nº 9.074, de 7 de julho de 1995); • licitação de concessão; • projeto básico; e • projeto executivo. No caso de pequenas centrais hidrelétricas – PCHs, deixa-se de elaborar estudo de viabilidade e a autorização para construção é outorgada após entrega e aprovação, pela ANEEL, de projeto básico. Assim, cabe a estudos de inventário oferecer um elenco de aproveitamentos para ser incluído no planejamento de expansão do sistema e nos programas de estudos de viabilidade do setor elétrico. O portfolio de aproveitamentos hidrelétricos resultantes de estudos de inventário sinaliza, através de custos marginais de expansão, a direção a seguir nos planos de longo prazo do Setor Elétrico Brasileiro, como o Plano Nacional de Energia 2030 (PNE-2030). No momento, o novo modelo do Setor Elétrico Brasileiro – reestruturação iniciada em 1995, ajustada em 2004 e ainda em consolidação – não oferece esse portfolio desejável, nem de estudos de inventário e tampouco de viabilidade. Pelo esforço feito pela Empresa de Pesquisa Energética – EPE, em poucos anos esse portfolio conterá estudos suficiente para um planejamento com custos marginais de expansão consistentes e sempre crescentes. 3. ESTUDOS DE INVENTÁRIO HIDRELÉTRICO O Estudo de Inventário Hidrelétrico é a etapa em que se determina a melhor forma de aproveitamento do potencial hidrelétrico de uma bacia hidrográfica ao estabelecer a melhor divisão de queda, aquela que propicie um máximo de energia ao menor custo, associado a um mínimo de efeitos negativos sobre o meio ambiente e considerando uso múltiplo da água. Isso corresponde ao aproveitamento ótimo do potencial hidráulico tratado no § 3º do art. 5º da Lei nº 9.074, de 07 de julho de 1995. A Lei nº 10.847, de 15 de março de 2004, autoriza a criação da EPE, estabelecendo em seu Art. 2º que ela tem por finalidade prestar serviços na área de estudos destinados a subsidiar o planejamento do setor energético. Ademais, o Decreto nº 5.184, de 16 de agosto de 2004, estabelece em seu Art. 6º que compete à EPE, entre outras atribuições, (i) identificar e quantificar os potenciais de recursos energéticos e (ii) realizar estudos para a determinação dos aproveitamentos ótimos dos potenciais hidráulicos. Estudos de Inventário podem ser elaborados por qualquer pessoa física ou jurídica, em que pese a atribuição da EPE, bastando para tanto solicitar registro à Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL. A Resolução ANEEL nº 393, de 4 de dezembro de 1998, estabelece os procedimentos gerais para registro e aprovação dos estudos de inventário hidrelétrico de bacias hidrográficas. Para que os resultados de estudos de inventário de diversas bacias sejam homogêneos e comparáveis entre si, mesmo que desenvolvidos por autores VI Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas 3 diversos ou distantes no tempo, elaborou-se Manual de Inventário que disponibiliza um conjunto de critérios, procedimentos e instruções. 4. HISTÓRICO DO MANUAL DE INVENTÁRIO A CANAMBRA, para elaboração de estudos de inventário para o Comitê Centro-Sul e Comitê Sul, precisou contar com apoio de técnicos e profissionais brasileiros, nem todos com experiência nessas atividades. Por isso, empregou: • • uma série de orientações, critérios e procedimentos para pré-dimensionamentos e quantificações, que conduziu a resultados consistentes, homogêneos e que permitiu hierarquização de aproveitamentos entre si mesmo tendo sido executados por profissionais diferentes e sem a experiência desejada, e um conjunto de ábacos, em cópias heliográficas, que permitiu a rápida quantificação de serviços de obras civis de forma sistematizada. Havia, naturalmente, supervisores que orientavam e verificavam os cálculos. Esse conjunto de ábacos e orientações pode ser considerado o precursor do Manual de Inventário. A primeira versão do “Manual de Instruções para Estudos de Inventário Hidrelétrico de Bacias Hidrográficas para Aproveitamento Hidrelétrico” foi publicada pela ELETROBRÁS em 1977, fruto de experiência adquirida nos estudos para o Comitê Centro-sul e consolidada pela expertise dos consultores da ENGEVIX. Esse Manual impulsionou de forma significativa os estudos para exploração do potencial hidrelétrico de rios pelo Brasil afora. [1] Esse trabalho de criação de bibliografia básica para apoio e ferramentas computacionais na elaboração de estudos de aproveitamentos hidrelétricos havia iniciado antes com: • • os modelos de simulação de operação de usinas, inicialmente com sistema equivalente e posteriormente com usinas individualizadas (MSUI), escritas em linguagem Fortran para mainframes, no início da década de 70; e as “Descrições e Instruções para Aplicação das Contas do Orçamento Padrão/ELETROBRÁS de Usinas Hidrelétricas”, preparadas pela ENGEVIX sob a coordenação da ELETROBRÁS, com a colaboração de pessoal técnico especializado das empresas CESP, FURNAS, COPEL, CEEE, ELETROSUL, ELETRONORTE, CEMIG e CHESF, além do DNAEE, e publicadas em 1976; elaboradas para possibilitar a correta apresentação de orçamentos elaborados segundo o padrão introduzido anteriormente pela ELETROBRÁS junto às diversas empresas de energia elétrica. Os passos seguintes foram: • • a publicação, em 1983, das “Instruções para Estudos de Viabilidade de Aproveitamentos Hidrelétricos”, que ficou conhecido como Manual de Viabilidade; e o lançamento da revisão do Manual de Inventário, em 1984, enriquecendo as orientações e incorporando grandes avanços na área de pré-dimensionamentos VI Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas 4 de estruturas e na de estimativas de custos; assemelhando-se, a rigor, mais ao Manual de Viabilidade, que ao Manual de Inventário de 1977. [2] 5. EXPERIÊNCIA DA COPEL Tomado como incumbência da COPEL para o Estado do Paraná, os estudos de inventário hidrelétrico de bacias e de viabilidade de aproveitamentos hidrelétricos em diversos rios paranaenses foram feitos com o objetivo de garantir a maximização de potencial, a economicidade dos empreendimentos ou conjuntos deles, aliando-se o menor impacto sobre o meio ambiente. Assim procedendo procurou-se garantir o melhor aproveitamento dos recursos paranaenses ao mesmo tempo em que se identificaram novas oportunidades de investimento, cumprindo o papel de promotora do desenvolvimento brasileiro na sua área de atuação. [1] Esse trabalho teve início na década de 1970, quando se criou uma área destinada a fazer estudos de aproveitamentos hidrelétricos, basicamente estudos de inventário e viabilidade. As primeiras atividades foram intercaladas com a customização dos ábacos do Comitê Sul e criação de banco de preços unitários. Os ábacos da COPEL também eram desenhados em papel vegetal com tinta nanquim. A diferença ficava por conta do processo de cópia, agora xerográfica. Eram outros tempos, quando já havia a oferta de recursos computacionais. Para alguns cálculos sistemáticos, como determinação de quantidade de serviços de obras civis de barragens, foram desenvolvidos programas em calculadoras de bolso e de mesa programáveis. Seguiram-se programas para pré-dimensionar o desvio do rio por adufas e por túneis, os vertedouros de superfície, os condutos e túneis forçados, as casas de força, as tomadas de água, etc. Eram critérios e desenvolvimentos metodológicos internos para a sistematização de cálculos que resultavam em procedimentos de cálculo (papers e proceedings) e automatização através de programas. Vários pré-dimensionamentos e quantificações do Manual de Inventário de 1977 foram sistematizados em forma de programa computacionais. À medida que os recursos de informática evoluíam, os programas migravam de calculadoras programáveis de bolso para mainframe e, finalmente, para PC. Esses procedimentos de cálculo e programas adotavam critérios que iam além do Manual de Inventário de 1977, ficando algumas vezes próximos aos critérios do Manual de Viabilidade. 6. REVISÃO DE 1997 O grande descompasso entre o Manual de Inventário e a legislação e regulação na área ambiental justificou nova revisão do Manual de Inventário. Esse trabalho foi coordenado pela ELETROBRÁS, contando com a experiência de suas subsidiárias, de concessionárias estaduais de energia elétrica, de consultores independentes e do então Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica – DNAEE do Ministério de Minas e Energia – MME. [1] VI Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas 5 Essa revisão, apoiada no Manual de 1984 e no Plano Diretor de Meio Ambiente do Setor Elétrico Brasileiro, publicado em 1991, consistiu nas seguintes atividades: • • • • • incorporação de metodologia e critérios para consideração e análise dos aspectos ambientais; automatização de procedimentos para dimensionamento, obtenção de custos através de planilhas eletrônicas; quantificação e disponibilização de um sistema de programas, SINV 2.2, para os estudos energéticos de acordo com os procedimentos do Manual, considerando um cenário de usos múltiplos da água; atualização dos preços unitários; e incorporação de metodologia de suporte ao enfoque multiobjetivo na seleção de alternativas de divisão de queda. [3] A participação da COPEL na revisão dos estudos de engenharia foi significativa. Coube a ela consolidar, sistematizar, complementar e propor novas metodologias de dimensionamentos e quantificações, inclusive criar formulação matemática e estabelecer parâmetros e coeficientes, e elaborar as planilhas eletrônicas correspondentes para automatização desses cálculos obedecendo a forma seqüencial do dimensionamento, acesso fácil a desenhos, tabelas e gráficos ao longo do texto, além da montagem do Manual. [1] Esse trabalho foi fortemente apoiado no seu acervo de procedimentos de cálculo (papers e proceedings) e programas computacionais. Curiosamente, em que pese as ferramentas computacionais à disposição nos dias de hoje, algumas simplificações foram introduzidas em 1997 em relação ao sistema utilizado pela COPEL na década de 80. Por exemplo, na COPEL os preços unitários eram obtidos de curvas que tinham como variável independente a quantidade total do serviço e às vezes consideravam-se ainda características do aproveitamento como condições geológicas, topografia, acesso ou logística. Também o dimensionamento da casa de força era um pouco mais detalhado, mas com diferença pouco significativa para a solução adotada no Manual. Foi utilizado, além disso, para testar a metodologia apresentada pelo Manual de Inventário de 1997, o estudo ambiental recém elaborado pela COPEL para os estudos de inventário do rio Jordão empregando o enfoque multiobjetivo na seleção de alternativas. 7. REVISÃO DE 2007 A presente revisão foi motivada, principalmente, por avanços ocorridos na legislação referente a assuntos ambientais desde a revisão anterior do Manual, tais como [5]: • • implantação da Política Nacional de Recursos Hídricos e do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos através da Lei nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997 (Lei das Águas); criação da Agência Nacional de Águas – ANA através da Lei nº 9.984, de 17 de julho de 2000; e VI Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas 6 • adoção de Avaliação Ambiental Integrada – AAI, em 2004, como parâmetro de licenciamento para aproveitamentos de estudos de inventário. Outras mudanças na legislação do Setor Elétrico ocorreram nesse período, inclusive a criação da ANEEL durante os trabalhos da revisão anterior, que concorreram para essa revisão. Dentre essas mudanças, pode-se destacar: • a criação da ANEEL através da Lei nº 9.427, de 26 de dezembro de 1996; • a criação da EPE através da Lei nº 10.847, 15 de março de 2004; e • a nova reestruturação do Setor Elétrico Brasileiro através da Lei nº 10.848, de 15 de março de 2004. Algumas outras razões também motivaram a presente revisão do Manual, podendo ser citadas: • • a oportunidade de correção e atualização das planilhas eletrônicas; e a possibilidade de complementação e ampliação para incorporar outras estruturas e PCHs. Para enfrentar o desafio, estruturou-se, sob a coordenação do MME, um grupo de trabalho formado por Grupo Núcleo – GN, Grupo Executivo – GE e Grupo Consultivo – GC. Cabe ao GN definir as diretrizes do plano de trabalho, supervisionar as atividades e aprovar o produto final. É composto por representantes do MME, Centro de Pesquisas de Energia Elétrica – CEPEL, EPE e ELETROBRÁS. O GE é responsável por propor e implementar alterações – atualizações e correções – e ampliações, além de redigir minuta. Essa responsabilidade foi distribuída entre subgrupos temáticos (Energético, de Engenharia, Institucional, de Meio-Ambiente e de Recursos Hídricos). Esses subgrupos são compostos por representantes do MME, Ministério do Meio Ambiente – MMA, ANEEL, ANA, CEPEL, EPE, grupo ELETROBRÁS (ELETROBRÁS e suas subsidiárias ELETRONORTE, CHESF, FURNAS e ELETROSUL) e empresas geradoras com experiência em estudos de inventário (CEMIG, CESP e COPEL). O GC tem apreciado o desenvolvimento das atividades, questionando, sugerindo e aprovando os produtos. É composto por representantes de ministérios (MME, MMA, Ministério dos Transportes – MT e Núcleo de Assuntos Estratégicos da Presidência da República), agências reguladoras (ANEEL e ANA), órgãos governamentais (EPE, CEPEL, Instituto Brasileiro de Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis – IBAMA, Fundação Nacional do Índio – FUNAI), empresas geradoras (ELETROBRÁS, ELETRONORTE, CHESF, FURNAS, ELETROSUL, CEMIG, CESP, COPEL, Duke, Tractebel, CESP, Light e CPFL-Geração) e associações representativas do setor elétrico (Associação Brasileira dos Consultores de Engenharia – ABCE, Associação Brasileira das Empresas Geradoras de Energia Elétrica – ABRAGE, Associação Brasileira de Recursos Hídricos – ABRH, Associação Brasileira dos Produtores Independentes de Energia Elétrica – APINE). VI Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas 7 O CEPEL foi também contratado para apoiar e secretariar MME e tem coordenado operacionalmente as atividades do grupo de trabalho. Os recursos financeiros para tal empreitada são originários de financiamento do Banco Mundial, através do Projeto ESTAL do MME. Em meados de 2005 tiveram início as atividades e há perspectivas de apresentação do produto em dezembro de 2007 em seminário específico para essa finalidade. 8. ESTUDOS AMBIENTAIS A revisão de 1997 incorporou ao Manual (i) um abrangente estudo ambiental – sistematização e consideração de aspectos ambientais – que permite identificação dos impactos socioambientais ocasionados por aproveitamentos de uma dada alternativa de divisão de queda e (ii) uma metodologia e um modelo matemático para comparar alternativas de divisão de queda utilizando índice ambiental. A sua aplicação, no entanto, evidenciou uma dificuldade, a de se determinar os efeitos sinérgicos e cumulativos resultantes dos impactos socioambientais ocasionados por aproveitamentos da alternativa de divisão de queda selecionada. Mesmo incorporando esses estudos ambientais, o Manual de 1997 ficou defasado rapidamente por causa da sanção da Lei das Águas, a Lei nº 9.433, de 1997, que estabeleceu toda a questão de gestão de recursos hídricos, a Política Nacional de Recursos Hídricos, o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos e, em especial, os Planos de Recursos Hídricos. Considere-se também o Termo de Compromisso, assinado em 15 de setembro de 2004 entre IBAMA, Energética Barra Grande S.A. – BAESA, MME, MMA, Advocacia Geral da União – AGU e Ministério Público Federal – MPF, quando do processo de licenciamento ambiental do AH Barra Grande, estabelecendo diretrizes gerais para elaboração do Termo de Referência para Avaliação Ambiental Integrada dos Aproveitamentos Hidrelétricos localizados na bacia do rio Uruguai – AAI da Bacia do Rio Uruguai e, ainda, definindo a metodologia então desenvolvida como paradigma de licenciamento para demais casos. [4] Em termos práticos, como, a partir de sua criação, a EPE é a responsável por realizar estudos para a determinação dos aproveitamentos ótimos dos potenciais hidráulicos, basta que ela especifique nos editais e termos de referência dos estudos por ela contratados a inclusão dos aspectos acima comentados. Isso, no entanto, não era suficiente, necessitava-se que as atualizações referentes a gestão de recursos hídricos e adaptações para considerar a AAI ao seu final fossem incorporados ao Manual. Assim, para a alternativa selecionada, deverão ser apresentados os resultados da avaliação dos efeitos cumulativos e sinérgicos ocasionados pelo conjunto de aproveitamentos nos diversos componentes-síntese, considerando os aspectos socioambientais mais relevantes para a bacia em estudo, devendo ser destacados os aspectos que deverão ser considerados na sua concepção e na sua implantação. VI Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas 8 A primeira idéia para a revisão do Manual de Inventário é dedicar um capítulo exclusivamente a AAI. Aproveitou-se, ainda, a oportunidade para incorporar a avaliação de impactos ambientais positivos da alternativa selecionada. 9. ENGENHARIA O rumo do trabalho de revisão está sendo dado pelo novo contexto do Setor Elétrico. Entre os recentes estudos de inventário entregues à ANEEL, grande parte refere-se a bacias de menor porte. Destacam-se, igualmente, estudos de bacias da região amazônica. Nota-se, também, a maior incidência de aproveitamentos de baixa queda. Outra importante alteração na regulação que ocorreu desde a última revisão foi a extensão do limite para classificação como PCHs de 10 MW para 30 MW. As atividades de revisão na área de engenharia, responsabilidade do Subgrupo Temático de Engenharia – SGEn, estão sendo centradas na (i) eliminação de incongruências e melhorias nos critérios, (ii) atualização, tanto de critérios quanto de preços unitários, e (iii) ampliação de escopo, especialmente do item 5.8 “Dimensionamento e estimativa de custo dos aproveitamentos“ do Capítulo 5 “Estudos Finais” e correspondentes planilhas eletrônicas. Desde o lançamento da revisão de 1997 do Manual, em particular nos primeiros meses, foram detectadas incontáveis incongruências entre texto e planilhas eletrônicas, além de inúmeras possibilidades de melhorias nos critérios. Dessa forma, ELETROBRÁS incorporou as importantes alterações na forma de revisão 1 das planilhas eletrônicas lançada logo após a publicação do Manual em 1997, mas não pôde ser um trabalho exaustivo e nem foi consolidado o texto. O SGEn pretende, desta feita, fazer um trabalho exaustivo e com correspondente consolidação com o texto. O trabalho de atualização abordará duas vertentes: • • atualização de preços unitários e demais custos, considerando o período decorrido desde a revisão anterior; e atualização tecnológica, envolvendo novas técnicas de levantamento de dados de campo, novas técnicas construtivas e evolução de equipamentos permanentes de usinas. Para o trabalho de atualização de preços unitários, prevê-se a formação de um novo banco de preços unitários de serviços e fornecimentos e de demais custos. Esses preços unitários deverão ser de obras executadas recentemente e deverão considerar não apenas o índice de inflação do período decorrido desde a época de sua construção, mas também tentará refletir a nova modalidade de contratação para construção, conhecida internacionalmente pela expressão inglesa turn key slump sum. As obras hidrelétricas que foram consideradas anteriormente para compor os preços unitários e demais custos de então foram construídas por licitação, mas numa época em que se privilegiava a segurança e ademais prevalecia para a tarifa o VI Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas 9 sistema conhecido internacionalmente como cost plus. O SGEn supõe que as reestruturações de 1995 e, principalmente, de 2004, conduziram a preços unitários mais competitivos e, também que, para tanto, contribuiu a outorga de concessão via licitação. As licitações de outorgas foram realizadas, num primeiro momento, por maior valor de pagamento pelo uso de bem público, onde qualquer redução no custo de construção resulta diretamente em lucro para o empreendedor. E, desde 2004, por menor preço de fornecimento, onde a participação vitoriosa no certame depende de custo de construção competitivo. Essa nova realidade do setor elétrico, com o aumento da competição, trouxe a assunção de maior risco não apenas através de novos processos construtivos, mas também com a elaboração de projetos mais arrojados. Assim, na visão do SGEn, uma atualização pura e simples de valores utilizados na revisão de 1997 através de indicadores econômicos não refletiria a realidade atual. O trabalho de obtenção desses preços unitários poderá ser delegado a uma projetista com acesso a esse tipo de informação. Novas técnicas de levantamento de dados de campo foram disponibilizadas nos últimos 10 anos, mormente em cartografia, como perfilamento a Laser ou uso de Radar Interferométrico de Abertura Sintética, em especial usando a banda P, para trabalhos em região com vegetação mais densa. A Figura 1 mostra como o emprego da banda P permite melhor definição do terreno [7]. Essas técnicas deverão ser incorporadas ao Manual. FIGURA 1: Representação da penetração dos sinais das bandas X e P. VI Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas 10 Igualmente, deverão ser revistos os requisitos de escala dos produtos cartográficos para compatibilizar com o documento “Diretrizes para Elaboração de Serviços de Cartografia, de Topografia e para o Georreferenciamento de Mapas, Desenhos e Arquivos Eletrônicos, Relativos a Estudos e Projetos de Centrais Hidrelétricas” publicado pela ANEEL em 2005. Com relação a novas técnicas construtivas surgidas nos últimos 10 anos ou ainda não incorporadas ao Manual, pretende-se considerar a escavação subterrânea utilizando equipamentos específicos como shields ou novas técnicas de aplicação de concreto compactado com rolo em rampas ou a nova forma de impermeabilizar a barragem de concreto compactado com rolo sem uso de concreto convencional. Tem-se expectativa de que o uso dessas técnicas possa trazer reflexo interessante sobre preço unitário e cronograma. Na revisão de 1997, parte do dimensionamento de turbinas foi baseada em bibliografia da década de 70 e outra parte em dados de equipamentos fabricados na década de 80 e 90. Supõe-se que desde então, a introdução de softwares mais sofisticados para projeto e simulação e a fabricação assistida por computador tenham permitido evolução desses equipamentos, à concepção de turbinas mais rápidas e, por conseguinte, menores e mais baratas. A mesma preocupação deverá ser levada a demais equipamentos. Avanços tecnológicos permitiram a instalação de sistemas de automação em aproveitamentos construídos recentemente. O custo desse sistema não era previsto nas versões anteriores. A falta de experiência e a insuficiência de dados, agravados pelo prazo curto disponível, impediram o desenvolvimento, em 1997, de critérios, procedimentos e instruções, formulações matemáticas para dimensionamento e quantificação de serviços e suprimentos, e das respectivas planilhas eletrônicas, para todas as estruturas usuais em aproveitamentos hidrelétricos. A presente revisão será a oportunidade de ampliar e preencher lacunas existentes no Manual. Algumas estruturas, como canal de adução longo e casa de força equipada com turbinas tipo Bulbo ou tipo Pelton, ficaram, na revisão de 1997, com formulações matemáticas incompletas, em geral para determinação de volume de concreto. Outras estruturas, como vertedouros de ogiva baixa ou arrasada, tomada de água para casa de força equipada com turbina tipo Bulbo e Kaplan com semi-espiral de concreto e canal de fuga curto, sequer foram contempladas naquela ocasião. Compõe um terceiro grupo, a demanda de novas estruturas, reflexo, principalmente, de incorporação de PCHs no Manual. São estruturas como casa de força equipada com turbinas tipo “S”, câmaras de carga e tomada de água mais simples, para menores vazões. A figura 2 mostra um exemplo de orientação para dimensionamento e determinação de quantidades em casa de força equipada com turbinas Francis de eixo vertical no Manual de 1984. VI Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas 11 (...) FIGURA 2: Exemplo de orientação para dimensionamento e determinação de quantidades do Manual de 1984. A figura 3 mostra exemplo de formulações matemáticas para determinação de volume de escavação comum e de concreto em casa de força equipada com turbinas Francis de eixo vertical no Manual de 1997. Observa-se que ao contrário do Manual de 1984 que apresenta somente orientações, o de 1997 propõe fórmulas que permitem a obtenção de quantidades. Escavação comum (conta .11.13.00.12.10) O volume de escavação comum, Vtcf (m3), na casa de força externa é dado pela expressão: Vtcf = (B cf + B am + 2 × B 1cf + 2 × 0,6 × h r ) × × L cf × e te sendo: h r = El te − e te − (NA xfu + 15 , ) (...) Concreto (conta .11.13.00.14) O volume de concreto, Vccf (m3), da casa de força abrigada é dado pela expressão: Vccf = Ng × ( Vcf + 15 , × Vcs ) + Vce + Vcd + Vcn + Vca sendo: Vcf = 485 × e 0,535 ×D3 Vcs = 215 × e 0,381×D3 Vce = 370 × e 0,314×D3 FIGURA 3: Exemplo de formulação matemática para determinação de quantidades do Manual de 1997. VI Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas 12 Criar critérios, procedimentos e instruções e as correspondentes formulações matemáticas para dimensionamento de estruturas e seus equipamentos e para determinação de quantidades de serviço e fornecimento é um trabalho que exige mais que conhecimento de estatística, exige conhecimento e experiência em engenharia para compreender quais são os fatores e de que forma influenciam e, dessa forma, escolher os parâmetros de entrada mais adequados e estabelecer as funções que melhor se ajustem para a obtenção do resultado desejado. Trata-se de trabalho abrangente e as dificuldades enfrentadas poderão resultar em produto aquém das expectativas iniciais. 10. PCHs Pequena central hidrelétrica é uma categoria especial com alguns benefícios regulatórios como isenção de algumas tarifas e concessão de autorização para construção sem leilão. É, grosso modo, aproveitamento hidrelétrico com potência superior a 1 MW e igual ou inferior a 30 MW destinado a produção independente, autoprodução ou produção independente autônoma, de acordo com Resolução da ANEEL nº 652, de 9 de dezembro de 2003. A ampliação, através da Resolução ANEEL nº 394, de 4 de dezembro de 1998, do limite para classificação como PCHs de 10 MW para 30 MW, desde que o reservatório tivesse área igual ou inferior a 3,0 km², por si só, aumentou enormemente o número de estudos de inventário contemplando pelo menos uma PCH na alternativa de divisão de queda selecionada. Em 2003 flexibilizou-se o limite de área de reservatório, possibilitando-se a classificação de usinas entre 3,0 km² e 13,0 km² como PCHs, desde que seja atendida a condição constante do art. 4º da Resolução nº 652 desse ano. Dependendo da vazão média regularizada e da queda disponível, cabem nesta classificação, desde aproveitamentos pequenos até aproveitamentos com características de UHs, como, por exemplo, um aproveitamento com diâmetro do rotor da turbina de quase 3,0 m e do caracol de 9,0 m, casa de força com 8.000 m3 de concreto e diâmetro conduto forçado de quase 5,0 m. Para boa parte destes últimos aproveitamentos, as orientações do atual Manual atendem com perfeição e é possível dimensionar e quantificar serviços e fornecimentos para se obter uma estimativa de custo confiável. Para aqueles aproveitamentos pequenos, as “Diretrizes para Estudos e Projetos Básicos de Pequenas Centrais Hidrelétricas – PCH” são a única referência disponível. Portanto, uma decisão natural foi expressar o desejo de se incorporar ao Manual um conjunto de critérios, procedimentos e instruções, e respectivas formulações matemáticas, aplicáveis a aproveitamentos de pequeno porte, não necessariamente PCHs. Esse desejo foi unânime já na primeira reunião do SGEn. O grande obstáculo à materialização desse desejo foi a falta de mão-de-obra entre as empresas integrantes do SGEn para implementá-lo. A idéia seguirá adiante com a decisão do MME de contratar uma projetista para essa finalidade e também para suportar SGEn nas tarefas de correção, atualização e ampliação do Manual. Critérios atuais para dimensionamento e quantificação de serviços e fornecimentos de várias estruturas e correspondentes planilhas eletrônicas podem ser empregados VI Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas 13 em aproveitamentos de pequeno porte, como desvio de rio por galeria, canal de adução longo, casa de força equipada com turbinas tipo Pelton, Francis de eixo horizontal e tipo “S”. Com mínimas adaptações, critérios atuais podem ser utilizados em aproveitamentos de pequeno porte, como os de certos tipos de barragem com vertedouros de ogiva livre. Se criar critérios, procedimentos e instruções e as correspondentes planilhas eletrônicas para UHs não é uma tarefa simples, para PCHs apresenta uma dificuldade operacional adicional para que sejam gerais e aplicáveis a aproveitamentos de porte e características que variam de um aproveitamento simples de 1 MW até outro complexo de quase 30 MW. No caso de critérios e procedimentos definidos consistentemente, as planilhas eletrônicas podem ser adaptadas para otimização de estruturas. 11. AVALIAÇÃO AMBIENTAL INTEGRADA – AAI O principal objetivo da elaboração de análise ambiental integrada é estudar as características socioambientais e conflitos em torno do uso da água, solo e demais recursos naturais. Isso permite avaliar a situação ambiental da bacia com os potenciais aproveitamentos hidrelétricos que componham a alternativa de divisão de queda selecionada, considerando seus efeitos cumulativos e sinérgicos mais prováveis. Essa análise poderá subsidiar a definição de diretrizes e orientações para o planejamento e a implementação de ações para a região. Dentre os objetivos a serem alcançados nessa etapa destacam-se: [8] • • • • • o desenvolvimento de indicadores de sustentabilidade da bacia, tendo como foco os recursos hídricos e a sua utilização para a geração de eletricidade; delimitação das áreas de fragilidade e de restrições ambientais; identificação de conflitos frente aos diferentes usos do solo e dos recursos hídricos, proporcionado uma visão abrangente das implicações ambientais decorrentes da implantação dos empreendimentos hidrelétricos e as potencialidades advindas desses aproveitamentos; identificação de diretrizes ambientais para subsidiar: (i) estudos ambientais na bacia hidrográfica; (ii) eventuais readequações de projetos e programas; e (iii) concepção e implantação de novos aproveitamentos hidrelétricos; e estabelecimento de diretrizes para reduzir riscos e incertezas para desenvolvimento socioambiental e para o aproveitamento energético da bacia. o No caso de reinventário de uma bacia hidrográfica, devem ser considerados também aqueles empreendimentos que se encontram em operação ou que porventura possuam Outorgas de Concessão ou de Autorização emitidas pelo poder concedente. Pretende-se que parte das atividades a serem desenvolvidas para atender aos objetivos dessa etapa seja desenvolvida nas etapas anteriores. Busca-se com isso VI Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas 14 eliminar levantamentos de campo e completar a avaliação poucos meses após encerramento da seleção da melhor alternativa de divisão de queda. Uma síntese das questões socioambientais mais relevantes e dos principais conflitos existentes e potenciais na área de estudo e a descrição das principais características da alternativa de divisão de queda selecionada, que constam da AAI, estão no relatório final do estudo de inventário. A elaboração de cenários futuros, com horizonte de 20 anos, de desenvolvimento socioeconômico da região sem e com a implantação dos empreendimentos da alternativa selecionada é uma atividade nova, mas será fortemente baseada nas informações contidas no próprio relatório. [8] 12. AGRADECIMENTO Os autores agradecem a Jorge Andriguetto Junior, Joel Rauen e Wilson Tadeu Pizzatto pelo apoio e oportunidade concedidos. 13. CONCLUSÕES O potencial hidrelétrico brasileiro, técnico, é 258,41 GW, dos quais apenas 28,2% estão explorados [6]. Permanece o trabalho de identificação, individualmente, e avaliação financeira da parcela economicamente atraente do restante ainda não explorado, um campo mais do que suficiente para aplicação deste Manual. Com relação a estudos de inventário, alguns aspectos importantes a serem enfatizados são [6]: • os estudos devem abranger toda a bacia hidrográfica; • estudos de Avaliação Ambiental Integrada simultaneamente com os de inventário; • consideração dos usos múltiplos da água desde a fase de inventário; • o potencial hidrelétrico não aproveitável por qualquer razão também deve ser estimado; • reservas indígenas; • áreas protegidas; e • revisões de inventários (aproveitamentos de baixa queda – turbinas Bulbo). O trabalho realizado na revisão, ampliação e atualização do Manual de Inventário, com a reunião e compilação do conhecimento disperso na comunidade científica e nas diversas empresas com experiência no setor, contribui significativamente para a continuidade da evolução e consolidação no novo modelo do setor elétrico, em sintonia com a legislação atual e as necessidades de conservação do meioambiente rumo a um desenvolvimento sustentável. Resta o desafio de tornar a aplicação do Manual mandatória e que os estudos ambientais sejam objeto de análise por parte de órgão ambiental ou agência reguladora. VI Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas 15 14. PALAVRAS-CHAVE Manual de Inventário – PCH – AAI 15. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] SUGAI, Helio Mitsuo e GOMES Junior, Emilio Hoffmann. (1999) –“Critérios de Projetos Utilizados pela COPEL nos Estudos de Inventário e Viabilidade” 19 folhas in XXIII Seminário Nacional de Grandes Barragens, Belo Horizonte. [2] ELETROBRÁS. (1976) – “Descrições e Instruções para Aplicação das Contas do Orçamento Padrão/ELETROBRÁS de Usinas Hidrelétricas” Rio de Janeiro. [3] ELETROBRÁS. (1997) – “Manual de Inventário Hidrelétrico de Bacias Hidrográficas” Rio de Janeiro. [4] MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE (2005) – “Termo de referência para o estudo de Avaliação ambiental integrada dos aproveitamentos hidrelétricos na bacia do rio Uruguai”. [5] CEPEL. (2005) – Revisão do Manual de Inventário Hidroelétrico de Bacias Hidrográficas – Enfoque nas questões ambientais e de usos múltiplos da água, 16.Set.2005. [6] ZIMMERMANN, Marcio Pereira. (2006) – “Revisão do Manual de Inventário Hidrelétrico – 1º Seminário de Divulgação – Painel Aproveitamento do Potencial Hidrelétrico Brasileiro” 21 slides. Rio de Janeiro. [7] SALLUM, Habib (2007) – “Aplicação da Tecnologia de Mapeamento Cartográfico por Radar Interferométrico em Estudos de Inventário Hidrelétrico” in XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens, Belém. [8] MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA. (2007) Minuta do Manual de Inventário Hidrelétrico de Bacias Hidrográficas. Brasília. VI Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas 16 .i e x e