O desenvolvimento das hidrelétricas – eventos marcantes

Embora o desenvolvimento de uma turbina possa remontar ao ano 1750, a primeira dessas máquinas é creditada ao engenheiro francês Benoît Fourneyron, em 1827.  Esse pesquisador fabricou uma roda sob pressão constante, completamente submersa, em que a água entrava sem choque e com baixa velocidade. Instalada numa queda de 1,4m na ponte sobre o rio Ognon, em Haute-Saône, ela produziu 4,5kW com um rendimento de 83%, mais do que o triplo das  antigas rodas de palhetas.

Essa tecnologia foi aperfeiçoada pelo próprio Fourneyron e por Jonval, Fontaine e Girard, na França, por Thomson, na Inglaterra, e por Pelton e Francis, nos Estados Unidos. Em 1831, Michael Faraday (1791-1867) desenvolveu o anel de indução, realizando seu objetivo de produzir eletricidade a partir do magnetismo. Esse anel, com duas bobinas separadas eletricamente, é considerado o primeiro transformador.

turbina Fourneyron
Turbina Fourneyron

Em 1837, Fourneyron instalou turbinas alimentadas por condutos forçados em Saint Blaise, na Floresta Negra, numa queda de 108m.

Em 1844, Foucault iluminou a Place de La Concorde, em Paris, com lâmpadas a arco.

Em 1856, James Maxwell (1831-1879) traduziu matematicamente a visão de Faraday em relação à eletricidade e ao magnetismo.

Em 1882, Thomas Edison (1849-1931) fabricou lâmpadas incandescentes e todos os outros componentes necessários para a instalação de luz elétrica em residências. Edison e sua equipe instalaram caldeiras e dínamos em um edifício de Nova York. Além disso, também instalaram linhas de cabos para distribuir energia elétrica para a região de Wall Street.

Também em 1882, entrou em operação a primeira usina hidrelétrica nos Estados Unidos da América, a Vulcan Street Plant, de 12,5kW, no Fox River (Appleton, Wisconsin), veja imagem abaixo. Na mesma época, começou a operação de uma usina hidrelétrica da Minneapolis Brush Electric Company.

Vulcan Street Plant,
Vista lateral da Vulcan Street Plant, a primeira usina hidrelétrica dos EUA, Fox River (Appleton, Wisconsin)

Em 1888, Nikola Tesla (1856-1943) inventou o motor de indução, o que abriu o caminho para a utilização das fontes de corrente alternada, e o transformador chamado bobina de Tesla.

Em 1901, a transmissão de energia por longas distâncias se tornou econômica na América após a instalação de um equipamento de corrente alternada na UHE Niagara Falls, no Estado de Nova York, por George Westinghouse, possibilitando a expansão do uso das usinas hidrelétricas.

Nos anos 1930, a capacidade das turbinas hidráulicas se tornou maior, o que coincide com o aumento da demanda de energia. As grandes usinas (> 15MW) e o aumento crescente da capacidade das turbinas se tornaram a norma. A potência das turbinas a vapor foi também aumentando rapidamente e o custo da eletricidade continuou a cair.

No período 1940-1970, na América, o custo de operar e manter velhas e pequenas hidrelétricas se tornou maior que a renda que elas produziam. Dessa forma, as pequenas centrais (< 15MW) foram sendo aposentadas e deu-se a escalada das grandes centrais (> 15 MW), o que pode ser visto na Fig. 1.14. Uma tendência similar ocorreu na Europa. O crescimento das grandes hidrelétricas no resto do mundo só disparou a partir de 1960.

Tudo a ver

Tudo a verEm maio a Oficina de Textos lança o livro “Projeto de usinas hidrelétricas” durante o XXX Seminário Nacional de Grandes Barragens em Foz do Iguaçu.

Esta obra abrangente discute todas as disciplinas envolvidas no projeto de usinas hidrelétricas, como Topografia, Hidrologia, estudos geotécnicos, equipamentos elétricos e mecânicos e legislação. Um manual passo a passo para a concepção de UHEs, o livro apresenta os diferentes tipos de usinas, avaliação técnico-econômica e estudos energéticos, entre outros temas.