Usinas hidrelétricas de fluxo axial, comumente equipadas com turbinas Kaplan, são ideais para locais com queda d'água baixa a média e grandes vazões. Essas turbinas são amplamente utilizadas em projetos de barragens a fio d'água e de baixa queda d'água devido à sua alta eficiência e adaptabilidade. O sucesso dessas instalações hidrelétricas depende fortemente de obras civis bem projetadas e cuidadosamente executadas, que constituem a base para o desempenho, a estabilidade operacional e a segurança das turbinas.
1. Preparação do local e desvio do rio
Antes do início de qualquer grande construção, a preparação do local é essencial. Isso inclui a limpeza da área de construção, a construção de estradas de acesso e a instalação de um sistema de desvio do rio para redirecionar a água e criar um ambiente de trabalho seco. Ensecadeiras — cercas temporárias construídas dentro ou sobre o rio — são frequentemente utilizadas para isolar o canteiro de obras da água.
2. Estrutura de admissão
A estrutura de admissão controla a entrada de água na usina e garante um fluxo estável e sem detritos para a turbina. Ela inclui grades de contenção, comportas e, às vezes, instalações de descarga de sedimentos. Um projeto hidráulico adequado é fundamental para evitar a formação de vórtices, minimizar as perdas de carga e proteger a turbina de detritos flutuantes.
3. Conduto forçado ou canal aberto
Dependendo do layout, a água da tomada d'água é conduzida para a turbina por meio de condutos forçados (tubulações fechadas) ou canais abertos. Em muitos projetos de fluxo axial — especialmente em usinas de baixa queda d'água — utiliza-se uma tomada d'água aberta conectada diretamente à turbina. Estabilidade estrutural, uniformidade do fluxo e minimização das perdas hidráulicas são preocupações fundamentais durante esta etapa.
4. Estrutura da casa de força
A casa de força abriga a unidade turbina-gerador, os sistemas de controle e os equipamentos auxiliares. Para turbinas Kaplan, que geralmente são instaladas verticalmente, a casa de força deve ser projetada para suportar grandes cargas axiais e forças dinâmicas. Estabilidade vibracional, impermeabilização e facilidade de acesso para manutenção são aspectos cruciais do projeto estrutural.
5. Tubo de sucção e canal de escape
O tubo de sucção desempenha um papel vital na recuperação da energia cinética da água que sai da turbina. Um tubo de sucção bem projetado aumenta a eficiência geral. O canal de fuga transporta a água com segurança de volta ao rio. Ambas as estruturas exigem modelagem precisa para reduzir a turbulência e os efeitos de refluxo.
6. Sala de controle e edifícios auxiliares
Além das estruturas principais, as obras civis também incluem a construção de salas de controle, alojamentos para funcionários, oficinas e outros prédios operacionais. Essas instalações garantem a operação confiável da usina e a manutenção a longo prazo.
7. Considerações ambientais e geotécnicas
Investigações do solo, estabilização de encostas, controle da erosão e proteção ambiental são partes essenciais do planejamento civil. Sistemas de drenagem adequados, passagens para peixes (quando necessário) e trabalhos de paisagismo ajudam a minimizar o impacto ambiental do projeto.
O componente de engenharia civil de uma usina hidrelétrica de fluxo axial é fundamental para seu desempenho geral e longevidade. Cada estrutura — da captação ao canal de fuga — deve ser cuidadosamente projetada e construída para suportar forças hidrológicas, condições geológicas e demandas operacionais. A colaboração estreita entre engenheiros civis, fornecedores de equipamentos hidrelétricos e especialistas ambientais é fundamental para fornecer uma solução hidrelétrica segura, eficiente e sustentável.
Horário da publicação: 11/06/2025
