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Energia hidrelétrica: entenda o que é, como funciona e principais vantagens

04 de agosto 2023, 16:00

Vista de uma usina de energia hidrelétrica
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Energia hidrelétrica é aquela proveniente da força motriz gerada pelo movimento de grandes volumes de água represada.

Essa força, por sua vez, é utilizada para acionar turbinas e geradores que vão produzir eletricidade para posterior distribuição.

A hidreletricidade precisa de grandes áreas alagadas.

Embora seja uma fonte de energia considerada limpa e renovável, o processo de instalação gera impactos ambientais que não podem ser desprezados.

Ainda assim, a fonte hidráulica continua crescendo, com estimativas de aumentar a capacidade em 1.464.46 gigawatt até 2028, de acordo com a Mordor Intelligence (em inglês).

O Brasil é um capítulo à parte na história da energia hidrelétrica, em razão da sua vasta bacia hidrográfica que nos torna privilegiados nesse tipo de matriz energética.

Conheça neste artigo como funciona a hidreletricidade, quais as fontes de energia hidrelétrica e outras informações para quem tem interesse nesse grande mercado.

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O que é a energia hidrelétrica?

A energia hidrelétrica é uma forma de energia renovável obtida a partir do aproveitamento do fluxo de água em rios, quedas d’água ou represas.

Esse processo envolve a construção de usinas hidrelétricas, onde a força da água é utilizada para acionar turbinas conectadas a geradores, convertendo a energia cinética da água em energia elétrica.

A água, ao passar pelas turbinas, transfere sua energia, movimentando-as e, consequentemente, gerando eletricidade.

Logo, a energia hidrelétrica é considerada uma fonte limpa, pois as usinas não emitem poluentes durante sua operação.

Além disso, apresenta um alto potencial de geração, fornecendo uma contribuição significativa para o suprimento energético de muitos países.

Principais características da energia hidrelétrica

Imagens de uma usina de energia hidrelétrica com o pôr do sol atrás
A energia hidrelétrica é limpa e renovável

Renovável e limpa, a energia hidrelétrica se distingue em razão de certos atributos.

A principal característica da energia hidrelétrica é ser renovável, já que é obtida pelo aproveitamento do fluxo de água em rios ou quedas d’água.

Por isso, é também considerada uma fonte limpa, pois não emite poluentes ou compostos ricos em carbono durante sua geração, como vimos.

Além disso, as usinas hidrelétricas são flexíveis operacionalmente, permitindo ajustes rápidos na produção de energia de acordo com a demanda.

As fontes de energia hidrelétrica também desempenham um papel importante no armazenamento de água, ajudando a controlar cheias e regularizar o fluxo dos rios, como veremos em detalhes mais à frente.

Outra característica muito importante é que essas usinas têm uma vida útil longa e podem contribuir para o desenvolvimento econômico, gerando empregos e fornecendo energia sustentável.

A seguir, vamos explicar como é produzida a energia hidrelétrica e avançar para entender na prática como ela funciona.

Como é produzida a energia hidrelétrica?

O processo de geração de energia hidrelétrica começa com a construção das usinas, que consistem em estruturas projetadas para captar e utilizar a energia cinética da água em movimento.

Na maioria das hidrelétricas, a água é represada em um reservatório.

Quando acontece a liberação controlada dessa água, ela é conduzida por tubulações até as turbinas, dispositivos equipados com pás em formato de hélice conectadas a geradores.

Ao passar pelas turbinas, a água exerce força sobre as pás, fazendo com que elas girem.

Em seguida, a rotação das turbinas é transferida para os geradores, que são responsáveis por converter a energia mecânica em energia elétrica.

Os geradores contêm bobinas de fios de cobre que, ao girarem dentro de um campo magnético, geram corrente elétrica alternada.

A eletricidade gerada nas usinas hidrelétricas é então conduzida por cabos e linhas de transmissão até as redes elétricas, onde é distribuída para as cidades.

Principais vantagens da energia hidrelétrica

Vista com a perspectiva de baixo de uma usina de energia hidrelétrica
Entre as vantagens da energia hidrelétrica está a baixa emissão de gases de efeito estufa

Só em 2020, a energia hidrelétrica forneceu 17% da geração global de eletricidade, a terceira maior fonte depois do carvão e do gás natural, segundo dados (em inglês) da International Energy Agency (IEA).

Nos últimos 20 anos, a capacidade total da hidreletricidade aumentou 70% globalmente, mas sua participação na geração total permaneceu estável devido ao crescimento da energia eólica, solar fotovoltaica, carvão e gás natural.

Vale acrescentar que a aparente estagnação da energia hidrelétrica se deve também à perenidade das usinas, que podem operar por tempo indefinido, enquanto houver volume hídrico suficiente.

Veja na sequência algumas das muitas vantagens que esse modelo de geração pode trazer aos países e regiões em que ele é implementado.

Fonte de energia renovável

A principal vantagem da energia hidrelétrica, como vimos, é ser totalmente renovável, desde que haja cursos d’água caudalosos o bastante.

Ela é considerada uma fonte renovável devido à sua dependência do ciclo hidrológico, que envolve a evaporação da água, formação de nuvens, precipitação e fluxo de rios.

Essa renovação contínua da água torna possível a geração de energia hidrelétrica de forma sustentável ao longo do tempo.

De acordo com dados do Relatório de Situação Mundial da Energia Renovável 2022 da Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA), a capacidade de armazenamento bombeado aumentou significativamente em 2021, passando para 163 GW.

No Brasil, por exemplo, mais de 60% da matriz elétrica é proveniente de usinas hidrelétricas, segundo a Empresa de Pesquisa Energética (EPE).

Baixa emissão de gases de efeito estufa

A hidroeletricidade tem baixa emissão de gases de efeito estufa (GEE) durante a geração de eletricidade, o que a torna uma opção mais limpa em comparação com outras fontes de energia.

Segundo a International Hydropower Association (IHA), a energia hidrelétrica tem uma intensidade média de emissão de GEE de 24 gCO₂-eq/kWh.

Em comparação, o valor médio de emissões da indústria de gás é de 490 gCO₂-eq/kWh.

No Brasil, onde a matriz energética é amplamente baseada em hidrelétricas, o baixo impacto ambiental é evidente.

De acordo com o Anuário Estatístico de Energia Elétrica 2020, a geração hidrelétrica brasileira em 2020 foi responsável por um aumento de 6,8% no volume de emissões de gases de efeito estufa (GEE).

Um aumento aceitável, se comparado com o que foi registrado pela indústria de gás natural (9,6%) e carvão (9,2%).

Geração de energia de base

Vale sempre destacar que a energia hidrelétrica é considerada uma fonte de energia de base devido à sua capacidade de fornecer uma quantidade estável e constante de eletricidade ao longo do tempo.

Isso se deve à natureza contínua do fluxo de água em rios e quedas d’água.

As hidrelétricas dispõem de uma capacidade de geração elevada e estão projetadas para operar de forma contínua, garantindo uma oferta constante de eletricidade.

Diferentemente de fontes intermitentes, como a energia solar e eólica, que dependem das condições climáticas, as hidrelétricas podem produzir energia de forma constante, apesar de, em alguns casos, secas eventuais poderem prejudicar a produção.

Isso faz com que sejam uma opção confiável para atender à demanda de energia de uma região, inclusive durante períodos de pico.

Essa característica de fornecer energia de base é fundamental para garantir a estabilidade e a segurança do sistema elétrico, permitindo o suprimento contínuo de eletricidade para residências, indústrias e outros setores econômicos.

Armazenamento de água para controle de cheias

As usinas hidrelétricas podem desempenhar um papel importante no armazenamento de água e no controle de cheias em regiões propensas a eventos climáticos extremos.

Esse armazenamento ocorre por meio da construção de reservatórios, onde a água captada é acumulada.

Durante períodos de chuvas intensas ou cheias, as usinas hidrelétricas podem reduzir o fluxo de água liberada.

Essa liberação controlada também pode ocorrer durante períodos de seca, quando a água armazenada é utilizada para manter a disponibilidade de abastecimento para consumo, para a agricultura e para outras necessidades.

Dessa forma, as usinas hidrelétricas não apenas geram eletricidade, mas também contribuem para o gerenciamento dos recursos hídricos, em benefício das comunidades e do meio ambiente.

Regularização do fluxo dos rios

As usinas também desempenham papel crucial na regularização do fluxo dos rios justamente em razão da capacidade de controlar o volume de água liberado pelos reservatórios.

Isso pode ajudar a diminuir o volume de água que flui pelos rios, evitando ou minimizando enchentes e inundações downstream após períodos de chuvas intensas, garantindo uma vazão mais estável ao longo do tempo.

Por outro lado, durante períodos de seca ou baixa disponibilidade de água, as usinas podem fazer uma liberação mais acentuada, mantendo um fluxo mínimo nos rios e evitando a escassez hídrica.

Essa regularização do fluxo dos rios é benéfica para diversos aspectos, como o abastecimento de água para comunidades, a irrigação agrícola, a navegação fluvial, a preservação dos ecossistemas aquáticos e a manutenção de uma oferta estável de água para outros usos.

Portanto, as usinas hidrelétricas desempenham um papel essencial na regularização dos rios, equilibrando os períodos de alta e baixa vazão e garantindo um uso mais sustentável dos recursos hídricos.

Contribuição para o desenvolvimento econômico

Imagem de uma usina de energia hidrelétrica
As usinas de energias hidrelétricas também podem promover o turismo

De quebra, as hidrelétricas contribuem para o desenvolvimento econômico de diversas formas.

Elas fornecem uma fonte de energia elétrica confiável e de grande capacidade, suprindo a demanda de eletricidade para as indústrias, comércios, residências e infraestrutura em geral.

Essa disponibilidade de energia elétrica contribui para impulsionar setores produtivos, como a indústria manufatureira, o agronegócio, os serviços e a tecnologia.

Além disso, as usinas hidrelétricas são empreendimentos de grande porte, que envolvem a construção e operação de infraestrutura, o que gera investimentos e movimenta a economia local e regional.

São necessários trabalhadores, materiais de construção, serviços de engenharia, entre outros, impulsionando setores como a construção civil.

As usinas hidrelétricas também podem promover o turismo, pois muitas vezes estão localizadas em áreas de beleza cênica, em que podem haver atrações como lagos e paisagens naturais preservadas.

Longa vida útil das usinas

Outra vantagem da energia hidrelétrica que a torna incomparável é a longa vida útil das usinas, que contribui para a suficiência energética de um país ou região.

As estruturas das usinas são projetadas para serem duráveis e operarem por décadas, desde que recebam manutenção adequada.

Diferentemente de outras fontes de energia que podem ter uma vida útil mais curta, as hidrelétricas são capazes de oferecer um suprimento constante e confiável de eletricidade.

Além disso, as usinas hidrelétricas têm a capacidade de ajustar sua produção de energia conforme necessário, o que as torna adaptáveis às mudanças na demanda energética.

Potencial de armazenamento de energia em reservatórios

Os reservatórios construídos em usinas hidrelétricas possuem um grande potencial de armazenamento de energia, que pode ser armazenada para uso posterior em momentos de pico de consumo.

Esse armazenamento de energia em forma de água potencial permite uma maior flexibilidade operacional das usinas, ajudando a equilibrar a oferta e a demanda de energia elétrica.

Os reservatórios também desempenham um papel importante na estabilidade do sistema elétrico, permitindo ajustes rápidos na geração de energia para atender às necessidades em diferentes momentos.

Geração de empregos diretos e indiretos

A indústria de energia hidrelétrica sempre teve um grande potencial de geração de empregos.

Só a construção de uma usina hidrelétrica pode gerar centenas ou até milhares de empregos diretos e indiretos, sem contar os postos gerados para sua operação e manutenção.

Um bom exemplo disso foi a construção da Usina Hidrelétrica de Belo Monte, no Pará, que provocou o aumento de 150% no número de postos de trabalho na região.

Desvantagens

Ainda que a energia hidrelétrica tenha várias vantagens, é importante considerar também seus pontos de atenção.

Conheça a seguir algumas delas.

Impacto ambiental

A construção de grandes usinas hidrelétricas pode causar alterações consideráveis nos ecossistemas locais, incluindo a inundação de áreas terrestres, o deslocamento de comunidades e a perda de habitats naturais.

Isso pode resultar na perda de biodiversidade e na interrupção de processos naturais.

Relocação de comunidades

A construção de usinas hidrelétricas geralmente envolve o deslocamento de comunidades locais, resultando em perda de terras, lares e meios de subsistência para as pessoas afetadas.

Impacto social e cultural

A construção de grandes usinas hidrelétricas pode afetar negativamente a vida e a cultura das comunidades locais, muitas vezes resultando na perda de patrimônio cultural e de identidade.

Dependência climática

A disponibilidade de água para a geração de energia hidrelétrica está diretamente ligada às condições climáticas e aos padrões de chuva.

Em períodos de seca, a produção de energia hidrelétrica pode ser reduzida, afetando a confiabilidade do suprimento energético.

Impacto nos rios e ecossistemas aquáticos

A alteração do fluxo de água e a construção de barragens podem prejudicar os rios e os ecossistemas aquáticos, afetando a migração de peixes, a qualidade da água e a fauna e flora aquáticas.

Importância da energia hidrelétrica no Brasil

O Brasil é um dos maiores produtores de energia hidrelétrica do mundo em quantidade.

O nosso país está em terceiro lugar na lista (em inglês), atrás apenas da China e do Canadá.

Essa forma de geração de energia representa a maior parcela da matriz elétrica nacional, fornecendo uma fonte confiável e acessível de eletricidade.

A abundância de recursos hídricos no país permite a construção de grandes usinas hidrelétricas, que atendem à demanda crescente por eletricidade.

A hidrelétrica no Brasil desempenha um papel crucial na garantia da suficiência energética, ajudando a reduzir as emissões de carbono, além de ser um vetor de desenvolvimento econômico.

Quais as maiores usinas hidrelétricas do Brasil?

Imagem de uma usina hidrelétrica
A energia hidrelétrica minimiza os impactos ao meio ambiente

O Brasil conta com algumas das maiores usinas hidrelétricas do mundo – mais precisamente, três entre as 10 maiores.

Conheça as maiores usinas do Brasil na sequência.

Itaipu binacional

Localizada no Rio Paraná, na fronteira entre o Brasil e o Paraguai, é a maior usina hidrelétrica do Brasil e também uma das maiores do mundo.

Banhada pelo rio Paraná, sua capacidade instalada é de aproximadamente 14 mil megawatts (MW).

Belo Monte

Situada na bacia do Rio Xingu, no estado do Pará, é a segunda maior hidrelétrica do Brasil.

Sua capacidade instalada é de cerca de 11.233 MW.

Tucuruí

Localizada no Rio Tocantins, no estado do Pará, é a terceira maior hidrelétrica do Brasil, com uma capacidade instalada de aproximadamente 8.370 MW.

Usina Hidrelétrica de Jirau

Situada no Rio Madeira, no estado de Rondônia, é a quarta maior hidrelétrica do Brasil, com capacidade instalada de aproximadamente 3.750 MW.

Santo Antônio

Também localizada no Rio Madeira, próxima à Usina de Jirau, é a quinta maior hidrelétrica do Brasil, com capacidade instalada de aproximadamente 3.568 MW.

Fecham o top 10 das maiores hidrelétricas brasileiras as seguintes usinas:

  • Ilha Solteira: 3.444 MW
  • Xingó: 3.162 MW
  • Paulo Afonso IV: 2462 MW
  • Jatobá: 2338 MW
  • Itumbiara: 2082 MW.

Conclusão

Como vimos neste texto, fontes de energia hidrelétrica podem ser aliadas na questão ambiental, ainda que a construção de usinas cobre um preço nesse quesito.

De qualquer forma, elas acabam minimizando os impactos ao meio ambiente, já que, diferentemente das usinas termelétricas, quase não emitem carbono na operação.

Essa é uma vantagem da energia hidrelétrica que deve ser considerada, mas nunca dispensando a pesquisa e desenvolvimento sobre fontes limpas e renováveis.

Com os avanços na agenda ambiental, é certo que esse segmento deverá gerar ainda muitos empregos e oportunidades para profissionais e empresas no futuro próximo.

Você pode se preparar para atuar nesse cenário, com a ajuda da consultoria para os setores público e privado da FIA Business School.

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