Produção hidroeléctrica em Portugal

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1 Produção hidroeléctrica em Portugal Como evoluiu ao longo do tempo Docente: Francisco Piqueiro Monitor: Joana Loureiro Equipa 1 António Alves António Mourão Bernardo Tavares Diogo Dias Marcelo Alexandre Pedro Santos

2 Mestrado Integrado em Engenharia Civil Ano lectivo 2013/2014 1º Semestre Projeto FEUP Produção hidroeléctrica em Portugal Como evoluiu ao longo do tempo Docente: Francisco Piqueiro Monitor: Joana Loureiro Equipa 1 António Alves António Mourão Bernardo Tavares Diogo Dias Marcelo Alexandre Pedro Santos PRODUÇÃO HIDROELÉCTRICA EM PORTUGAL PÁGINA 2

3 Índice 1. Introdução 4 2. Funcionamento de uma barragem Tipos de Hídricas Tipos de Barragens Produção de energia 7 3. A produção hidroeléctrica em Portugal: Passado e o Presente Primeiros empreendorismos: finais do séc. XIX aos anos Décadas de 30 e As décadas de 50, 60 e Década de 70, 80 e Impactes da produção hidroeléctrica Impactes positivos Impactes negativos Conclusão Referências bibliográficas 18 PRODUÇÃO HIDROELÉCTRICA EM PORTUGAL PÁGINA 3

4 1. Introdução A água é o recurso mais precioso do nosso planeta. A sua existência é uma condição fulcral à existência de vida e à sobrevivência do próprio Homem. Devido à sua importância em várias áreas como, o lazer, a piscicultura, a pecuária, o abastecimento público, a produção de energia, a agricultura, e outras mais, o seu consumo, é, por vezes, utilizado como um dos indicadores de riqueza e da qualidade de vida de um país. A água é também uma fonte renovável, limpa e endógena, que quando armazenada em grandes quantidades pode ser uma credível fonte de energia. No âmbito da unidade curricular Projeto FEUP, foi-nos proposto estudar como essa fonte natural tem sido aproveitada, para produzir energia eléctrica, e a forma como esse sistema tem vindo a evoluir em Portugal nos últimos tempos. Existem várias formas de utilizar a água de modo a produzir energia eléctrica, quer seja através de centrais de aproveitamento da energia das marés, quer seja pelas centrais hidroeléctricas presentes nos nossos rios, sendo esta última a mais recorrente em Portugal. Uma barragem é uma construção artificial, na qual se pretende obstruir a passagem da água de modo a permitir o uso desta, no futuro, para diversos fins, tais como: abastecimento de zonas residenciais, agrícolas e industriais, regularização do caudal de um rio, e também para produção de energia eléctrica. Em Portugal existem inúmeras barragens, cerca de 900, das quais, 100 são consideradas de grandes dimensões e 800 de pequenas e médias dimensões. Com a elaboração deste trabalho pretendemos, então, estudar e analisar a forma como este método de produzir energia eléctrica tem vindo a evoluir no nosso país, desde o início da sua utilização até ao presente. PRODUÇÃO HIDROELÉCTRICA EM PORTUGAL PÁGINA 4

5 2. Funcionamento de uma barragem 2.1 Tipos de Hídricas Existem 2 tipos de Hídricas, as pequenas hídricas, e as grandes hídricas. As Pequenas Hídricas têm uma potência inferior a 10MW e usualmente utilizam pequenas quantidades de água, desviada de rios, que é acumulada em reservatórios, para posteriormente ser utilizada para a produção de energia. FIG. 1 - ESQUEMA DE UMA MINI HÍDRICA Já as Grandes Hídricas, apesar de produzirem energia eléctrica da mesma forma, são construções numa escala consideravelmente superior e em rios com um caudal mais elevado. Estas hídricas possuem uma potência superior a 10MW e barragens de altura superior, de forma a armazenar a água através da criação de albufeiras. FIG. 2 - ESQUEMA DE UMA GRANDE HÍDRICA PRODUÇÃO HIDROELÉCTRICA EM PORTUGAL PÁGINA 5

6 2.2 Tipos de barragens No que toca às Grandes Hídricas existem dois tipos de barragens muito utilizados, sendo eles: a Barragem Gravítica e a Barragem Abóbada, simples ou dupla. A Barragem Gravítica, é muitas vezes representada pela sua estrutura em forma piramidal e, devido ao seu enorme peso, resiste à impulsão da água. Porém, este modelo necessita de uma enorme quantidade de betão, o que é uma desvantagem considerável. FIG. 4 BARRAGEM GRAVÍTICA A Barragem em forma de Abóbada possui, em situações normais, uma curvatura horizontal e outra vertical, diversificando as direcções da força exercida pela água em cada ponto da sua superfície. Esta barragem é a mais utilizada em vales apertados, podendo ter uma maior altura do que largura, sem que isto a torne instável. FIG. 5 BARRAGEM ABÓBADA PRODUÇÃO HIDROELÉCTRICA EM PORTUGAL PÁGINA 6

7 2.3 Produção de energia Á medida que a água vai para jusante, e tem o caminho barrado, ela é acumulada, formando uma albufeira. Para a energia hidroeléctrica ser produzida, têm que se abrir as comportas, conduzindo a água por condutos reforçados de forma a que a energia cinética da água não seja dissipada. FIG. 6.1 CENTRAL HIDROELÉTRICA Quando a água chega às turbinas, coloca-as em movimento graças à energia cinética adquirida durante a queda, controlada pelos condutos reforçados. Durante este processo a energia cinética é convertida em energia mecânica, que por sua vez, será convertida em energia eléctrica. Devido à rotação das turbinas a bobina move-se, o que só é possível por causa da existência um campo magnético. FIG. 6.2 GERADOR HIDROELÉTRICO PRODUÇÃO HIDROELÉCTRICA EM PORTUGAL PÁGINA 7

8 3. A produção Hidroeléctrica em Portugal: Passado e presente Desde as primeiras civilizações que o conceito de barragem é algo bastante comum, mas só a partir de meados do séc. XIX, é que estas começaram a ser utilizadas com a vertente de produção eléctrica, tendo sido criada a primeira central a nível mundial em 1881, no Rio Wey, na Grã-Bretanha. No entanto, o conceito de barragem com a vertente de produção eléctrica só foi posto em prática no nosso país desde a última década do séc. XIX. 3.1 Primeiros empreendedorismos: finais do séc. XIX aos anos 30 Desde os finais do séc. XIX até aos anos 30, a hidroelectricidade em Portugal desenvolveu-se num conceito de consumo local, sendo os principais objectivos destas centrais iniciais, a alimentação de pequenas instalações de iluminação pública, oficinas de moagem e fábricas têxteis. A primeira construção de uma central hidroeléctrica em Portugal Continental, tem lugar no rio Corgo, um dos afluentes do rio Douro, concluída em 1894, pela Companhia Eléctrica e Industrial de Vila Real (fundada em 1892, concessão que passou dois anos depois para um cidadão alemão Emílio Biel). Foi também nesta altura que se falou pela primeira vez na edificação de uma central para o aproveitamento das águas do Guadiana. Foi na última década do século passado que se tornou consciência deste facto e pela primeira vez essa ideia foi concretizada no projecto-lei de fomento rural da responsabilidade de Oliveira Martins, apresentado então à câmara dos senhores deputados. Mas ficou tudo parado... Engº. Joaquim Faria Ferreira PRODUÇÃO HIDROELÉCTRICA EM PORTUGAL PÁGINA 8

9 Este projecto estaria situado a jusante da confluência do rio Degebe, onde hoje se encontra, aproximadamente, a barragem do Alqueva. Devido ao contributo do Engº. José Cordeiro, construíram-se quatro novas centrais na ilha de S. Miguel, sendo a primeira inaugurada em Na mesma altura, no continente, entravam em serviço a partir de 1906, novas centrais, tais como a de Riba Côa. É, no entanto, importante salientar a entrada em serviço da primeira grande central hidroeléctrica em Portugal, a barragem do Lindoso, no rio Lima, inaugurada em 1922, com uma potência inicial superior a 7000kw. 3.2 Década de 30 e 40 Foi na década de 30, e devido á persistência do Eng.Ezequiel de Campos ( ), que se deu a criação de uma rede eléctrica nacional, tendo em vista o desenvolvimento industrial nacional. No ano de 1930 o governo encara a necessidade dos grandes aproveitamentos hidroeléctricos, tendo estes, como objectivo, o aumento da produção industrial. Foram criadas nesta altura condições a nível de mapeamento topográfico e geológico, possibilitando assim uma melhor eficiência na projecção das estruturas. Em 26/12/1944, é publicada uma lei que define as bases da produção, de transporte e de distribuição da energia eléctrica: A produção de energia eléctrica será principalmete de origem hidráulica. As centrais térmicas desempenharão as funções de reserva e apoio, consumindo os combustiveis nacionais pobres na proporção mais económica e conviniente. Lei n.º 2002 PRODUÇÃO HIDROELÉCTRICA EM PORTUGAL PÁGINA 9

10 Dando origem, logo de seguida, à construção dos dois primeiros grandes aproveitamentos hidroeléctricos nacionais, o de Castelo de Bode, no distrito de Santarém e o aproveitamento de Venda Nova, no distrito de Vila Real. Neste mesmo período, de 1930 a 1950, além do tudo o resto acima mencionado, deu-se também um reforço dos seguintes aproveitamentos. FIG. 7 CENTRAIS HIDROELÉCTRICAS QUE RECEBERAM UM REFORÇO DE 1930 A As décadas de 50, 60 e 70 Designada por muitos pela década de ouro da produção hidroeléctrica em Portugal, a década de 50, ficou marcada pelo desenvolvimento das bacias hidrográficas dos rios Cávado e Zêzere. Houve também um aumento substâncial na potência instalada nas centrais hidráulicas (fig. 8, pág. 11), por outro lado, o aumento do número de aproveitamentos hidráulicos foi pouco significativo devido ao número de centrais térmicas sofrer uma redução de 42%, passando de 519 para 301. Neste período de tempo, a produção de energia produzida tem um aumento de 246%, dos quais 95% provêem de aproveitamentos hidroeléctricos. No entanto, face à subida do consumo energético a nível mundial, a partir de meados da década de 60, existe a necessidade da implementação de grupos térmicos de grandes dimensões para a queima de carvão, abrandando o programa hidroeléctrico. PRODUÇÃO HIDROELÉCTRICA EM PORTUGAL PÁGINA 10

11 3.4 Década de 70, 80 e 90 Depois da idade de ouro da produção hidroeléctrica em Portugal, que se verificou nos anos 50, houve um abrandamento no programa hidroeléctrico nacional. Aliado a este aumento da produção de energia, recorrente a combustiveis fósseis, o programa hidroeléctrico assinala assim, uma retoma, registando-se a entrada em serviço de apenas 11 novas centrais hidroeléctricas na rede nacional, desde o início da década de 70, até aos finais da década de 80 (fig12). FIG. 8 CENTRAIS QUE ENTRARAM EM FUNCIONAMENTO DURANTE A DÉCADA DE 1970 E Desde a década de 70, até aos dias de hoje, tem havido um crescimento quase que exponencial do consumo de electricidade a nivel nacional. Esta necessidade tem vindo a ser atendida com recurso a combustiveis fósseis, mas também com o aumento tanto do número de centrais, como das suas dimensões, como por exemplo a barragem do Alto Lindoso, no conselho de Ponte da Barca, que sofreu um aumento da potência nela instalada. PRODUÇÃO HIDROELÉCTRICA EM PORTUGAL PÁGINA 11

12 Como podemos observar nos gráficos abaixo indicados a produção de energia eléctrica, com recurso a barragens e às mini-hídricas tem vindo a aumentar consecutivamente, havendo, no entanto, uma década em que esta foi predominante face a outras formas de produção de energia (fig.9). FIG. 9 Contribuição da produção hidroeléctrica para o panorama de produção eléctrica nacional FIG. 10 Comparação da potencia utilizada para produção de energia eléctrica no periodo Portugal é um dos países da União Europeia com maior potencial hídrico por explorar e com maior dependência energética do exterior. (Relatório ambiental do PNBEPH) O potencial energético bruto dos nossos rios encontra-se avaliado em cerca de GWh, dos quais GWh e GWh são considerados respectivamente, como técnica e economicamente aproveitáveis. (REN 2013) Encontram-se em parcial aproveitamento desde a década de 90, graças a construções de maior dimensão, existentes actualmente, a barragem do Alto Lindoso, outros projectos já existentes e aprovados e parte destes já em construção, tais como Baixo Sabor e Foz Tua. PRODUÇÃO HIDROELÉCTRICA EM PORTUGAL PÁGINA 12

13 Total produção de energia electrica Total a partir de fontes renováveis Hidrica >10MW Biomassa Hidrica<10MW Fotovoltaica Eólica FIG. 11 PRODUÇÃO ELÉTRICA EM PORTUGAL: TOTAL E A PARTIR DE ENERGIAS RENOVÁVEIS PRODUÇÃO HIDROELÉCTRICA EM PORTUGAL PÁGINA 13

14 FIG PANORAMA GLOBAL DE POTÊNCIA DAS CENTRAIS TÉRMICAS E HÍDRICAS DE 1930 A PRODUÇÃO HIDROELÉCTRICA EM PORTUGAL PÁGINA 14

15 4. Impactes da Produção Hidroelétrica A construção de barragens hidroelétricas, em Portugal, é um assunto polémico no nosso dia a dia, devido à existência de opiniões divergentes relativas ao tema. 4.1 Impactes Positivos O objectivo principal das centrais hidroeléctricas é a produção de energia eléctrica, porém, estas servem também para acumulação e captação de água potável, reserva de água para agricultura, produção de biomassa, recreação e turismo. Esta fonte de energia é renovável e não emite dióxido de carbono para a atmosfera. Durante a sua construção e mesmo após a sua conclusão, são criados milhares de postos de trabalho, contribuindo assim, para o desenvolvimento económico dessa região. As centrais hidroeléctricas são as únicas, em todo o sistema electroprodutor, que permitem acumular os recursos necessários à produção da energia eléctrica através do bombeamento da água, a jusante da barragem para a albufeira, que mais tarde pode responder de forma satisfatória e rápida às solicitações em horas de pico de procura. Outros aspectos positivos destas infra-estruturas é a regularização do caudal do rio e, por vezes, a criação de ambientes magníficos. FIG BARRAGEM ALTO RABAGÃO FIG. 14 SISTEMA DE PASSAGEM DE BARCOS DA BARRAGEM DE CRESTUMA DE LEVER PRODUÇÃO HIDROELÉCTRICA EM PORTUGAL PÁGINA 15

16 4.2 Impactes Negativos Apesar da maioria das barragens mais recentes já terem sido construídas com mecanismos que permitem melhorar aspectos que anteriormente eram negativos. Como por exemplo, a criação de passagens estratégicas para os peixes e barcos. Outro impacte é a alteração da qualidade da água pois, se esta estiver estagnada e/ou for em pequena quantidade torna-se imprópria. As barragens perturbam o ciclo normal das rochas pois os sedimentos em vez de serem levados para jusante, são bloqueados, impedindo assim que sejam depositados no mar e criem uma barreira natural. Mais tarde, a falta desta barreira natural pode causar a erosão da costa e avanço do mar. A construção de barragens pode em certos casos levar a necessidade de algumas famílias serem realojadas. FIG. 15 ALDEIA SUBMERSA-VILARINHO DAS FURNAS PRODUÇÃO HIDROELÉCTRICA EM PORTUGAL PÁGINA 16

17 5. Conclusão A energia hidráulica, a par da eólica é a fonte mais rentável de energia em Portugal. No entanto, só em meados do século XIX, se começou a tirar partido desse benefício que possuímos. A partir do fim do século XIX, até inícios do século XX, começaram a desenvolver-se as primeiras hídricas, que serviam apenas para alimentar pequenas instalações de iluminação pública. A primeira estação hidroeléctrica data de 1884, tendo lugar no rio Corgo, um dos afluentes do Douro. Este acontecimento deu origem à primeira grande central hidroeléctrica em Portugal, a barragem do Lindoso, situada no rio Lima, inaugurada em 1922, que possuía uma potência inicial de 7000kw. A partir dos anos 30 do século XX, a necessidade da produção de energia, começou a aumentar, e o governo português, viu na produção de centrais hidroeléctricas uma possível solução ao problema, levando à construção dos primeiros grandes aproveitamentos hidroeléctricos, o de Castelo do Bode, e o de Venda Nova. Em meados do século XX, deu-se a maior evolução a nível da produção de energia, ficando a década de 50 marcada pelo desenvolvimento das bacias hidrográficas dos rios Cávado e Zêzere. A produção de energia a nível nacional aumentou 246%, sendo a energia hidroeléctrica responsável por 95% desse acontecimento, atingindo o auge. A partir dos anos 80, a 90, houve necessidade de recorrer à queima de combustíveis fósseis para fazer face à necessidade de produção de energia, sendo necessário aumentar as dimensões e a potência de algumas barragens, como por exemplo da barragem do Alto Lindoso. Em suma, com a realização deste trabalho no âmbito da unidade curricular Projeto FEUP, concluímos que Portugal tem um sistema hidroeléctrico que tem vindo a evoluir ao longo dos tempos, no entanto, os recursos que possuímos podiam ser melhor geridos, sendo aproveitados para uma mais eficiente e elevada produção de energia. No entanto, apesar de a necessidade de produção ser enorme, há questões que devem ser estudadas e analisadas previamente, como os impactos ambientais, sociais e económicos. PRODUÇÃO HIDROELÉCTRICA EM PORTUGAL PÁGINA 17

18 6. Referências Bibliográficas Acedidos pela ultima vez em: 19/10/ pdf swf ontes+renovaveis dade%20em%20portugal%20-%20mem%c3%b3ria%20e%20desafio.pdf PRODUÇÃO HIDROELÉCTRICA EM PORTUGAL PÁGINA 18