Hidrocinética

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A Turbina hidrocinética é uma turbina com os mesmos princípios das turbinas hidráulicas, entretanto, é de tamanho inferior, de fácil manuseio e baixo custo. Ela visa atender a lacuna que a energia fornecida por hidrelétricas causa, como a ausência de produtos que atendam a capacidade energética mínima de pequenas comunidades isoladas (até 5KW, por exemplo).

- Histórico Populacional Amazônico

A colonização da Amazônia procurou concentrar os povoados nas calhas dos rios mais centrais da região, principalmente o Rio Amazonas. Mais exatamente, têm-se o seguinte quadro: 85% da população amazônica, a maior demanda elétrica (IBGE, 1992), está distribuída na calha oriental do rio, e é razoavelmente atendida pela CEAM, no que pesem seus eternos problemas de caixa, falta de peças de reposição e o caro transporte de combustível para essas cidades. No entanto, os 15% restantes estão justamente nas regiões mais inacessíveis e distantes, gerando um quadro de carência eterna de eletricidade. A taxa média per capita de demanda no interior é de 25 habitantes por KW (Cruz, 1995).

Assim, é comum a dispersão populacional na região, de forma que todo município mais parece um país europeu vazio. Dando origens a comunidades municipais dentro da área distrital dos municípios, geralmente em volta de um pequeno pólo econômico de exploração de produtos naturais da floresta (pau-rosa, andiroba, sorva, etc.), com população raramente excedendo 200 pessoas (IBGE, 1992). Algumas dessas comunidades chegam a distar 500 km da sede do município.

- Metodologia

Os dados e as informações obtidas são fruto de pesquisas bibliográficas de artigos sobre hidrocinética para a geração de energia em comunidades carentes na região amazônica.

- Tipos de Turbinas hidrocinéticas

Duas geometrias hidrocinéticas potencialmente aplicáveis para tais regiões, já foram investigadas em Manaus e são descritas a seguir.

5.1- Cata-água do INPA

Faz parte da família de rotores tipo hélice. Foi adaptada de um rotor de cata-vento multi-pá, americano, com flutuadores feitos com tambores de 200 litros (Harwood, 1980). O número de pás do protótipo (Fig. 1) foi reduzido para 8. A eficiência resultou baixa, mas estima-se que pode aumentar com desenvolvimento técnico. É uma alternativa de fácil execução com materiais locais, que não exige mão-de-obra para funcionar. Nos EUA e Escócia já foram testados rotores de hélice com duas a três pás, de alta eficiência.

[pic 1]

Figura 1. Ilustração artística do cata-água do INPA.

5.2-Darrieus tripá

Este rotor deriva do rotor eólico de mesmo nome. A configuração hidrocinética de três pás retas com a forma de perfis aerodinâmicos biconvexos (Fig. 2) demonstrou possuir melhor eficiência que o cata-água, tanto experimental, como relatado pelo Instituto Canadense de Hidráulica (apud Cruz, 1995) onde os testes incorporaram várias ideias simples para implementação da eficiência; como teórica (Cruz, 1995). Também pode ser construído com materiais locais e usar o modelo dos flutuadores com tambores do cata-água.

[pic 2]

Figura 2. Ilustração artística do Darrieus-tripá.

- Dados Técnicos

As Tabelas 1 e 2, a seguir, expõem algumas características e os pontos prós e contras das duas alternativas hidrocinticas expostas, respectivamente.

Tabela 1: Dados técnicos dos rotores hidrocinéticos

Dado

Cata-agua

Darrieus

Potência Elétrica

1 KW

1,5 KW

Diâmetro do motor

4,0m

1,2m (4,0m de altura)

Altura total do conjunto

5,5m

5,3m

Flutuadores

6tb/200

6tb/200

Rotação nominal

70rpm

70rpm

Velocidade da agua

1,5m/s²

1,5m/s²

Densidade de potencia frontal obtida

0,08KW/m²

0,313 KW/m²

Fontes: Harwood (1980) e Cruz (1995)

Tabela 2: Possíveis externalidades dos grupos hidrocinéticos na Amazônia

Impacto Relativo

Externalidades

Cata-agua

Darrieus

Riscos de danos por choque de detritos flutuantes devido à proximidade entre maquinas e a área que ocupam

Maior

Menor

Risco de o rotor causar danos a cardumes de peixes devido à proximidade entre as maquinas e área que ocupam

Maior

Menor

Risco de perda de partes e peças

Baixíssimo

Baixíssimo

Uso de técnicas construtivas difíceis

Menor

Maior

Necessidade de regulação da velocidade de rotação

Nenhuma

Constante

Benefícios do aprendizado