A geração de energia por meio da força das águas dos rios é de suma importância para o país. Esse tipo de eletricidade representa mais de 90% do consumo no Brasil e, por isso, garantir o funcionamento das usinas demanda grandes esforços de manutenção. Contornar os danos causados pelos mecanismos de desgaste em hidrelétricas exige atenção constante. Isso porque os componentes afetados por eles têm um alto nível de criticidade. Rotor elétrico, eixo e turbinas do turbogerador são, especificamente, os mais afetados.
Dentre os mecanismos de desgaste mais comuns em hidrelétricas, sem dúvidas, cavitação e erosão ganham destaque. Entretanto, esses fatores são questões intrínsecas ao trabalho das usinas. O primeiro, é resultado da ação de bolhas com gás ou vapor que, por conta da pressão gerada pela movimentação da água, entram em contato com a superfície e colapsam. Já o segundo, surge por conta do impacto de partículas sólidas, como areia e quartzo. Considerando o tamanho de uma usina e os custos que os colapsos podem acarretar, fica fácil entender porque é tão importante mitigar esses danos.
Neste artigo, elencamos os principais pontos a respeito dos mecanismos de desgaste em hidrelétricas. Trazemos, também, algumas dicas que poderão auxiliar os gestores nas ações de manutenção. Acompanhe!
Os efeitos dos mecanismos de desgaste nos turbogeradores
O funcionamento, propriamente dito, de uma hidrelétrica não é complexo. Após o desvio do curso do rio, a água é conduzida até as turbinas. Lá, ela gira as pás e faz com que a energia potencial seja convertida em mecânica. Com as turbinas ligadas nos geradores, tem-se, finalmente, a energia elétrica. Entretanto, as usinas ocupam uma grande área e envolvem o uso de ativos bastante custosos. Os turbogeradores, por exemplo, são feitos sob medida para cada usina, o que torna a reposição de peças um problema a ser evitado.
Infelizmente, os mecanismos de desgaste das hidrelétricas não podem ser completamente erradicados. De fato, as partículas contidas na água são danosas para as superfícies das pás, mas é impossível evitá-las. O mesmo ocorre com a cavitação. Não há como impedir a formação de bolhas de gás ou vapor, visto a movimentação da água. Portanto, o turbogerador é o equipamento mais sensível de toda a instalação, uma vez que está exposto, diretamente, a esses fatores.
Veja, abaixo, quais os mais afetados por cada tipo de desgaste:
- erosão: as partículas sólidas, quando atingem a face de metal, retiram parte do material. É bastante comum nas buchas do sistema de distribuição, anéis, capa e anel inferior, palhetas diretrizes e mancais;
- cavitação: resulta em uma superfície porosa e é considerada um desgaste por fadiga. Atinge, principalmente, o rotor da turbina.
As consequências dos mecanismos de desgaste em hidrelétricas
Os turbogeradores são equipamentos grandes, cuja parada impacta na produtividade da usina. Para se ter uma ideia, a substituição exige que toda a unidade seja desligada e pode levar mais de um ano para ser concluída. Isso sem falar, claro, nos custos envolvidos na compra de um novo ativo. Por outro lado, ele está exposto ininterruptamente a mecanismos de desgaste que contribuem para o envelhecimento.
Os efeitos desses mecanismos de desgaste em hidrelétricas podem levar anos até serem percebidos. Na verdade, é sabido que as paradas para manutenção em turbogeradores são mínimas ao longo da vida útil do ativo. Nos primeiros dois anos, é comum haver ajustes e paradas para adequação da turbina, mas, após esse trabalho inicial, a frequência diminui. Pelo menos, até o equipamento completar 30 anos, onde as intervenções passam a ser mais constantes. A partir dos 40 anos de funcionamento, as rotinas se tornam tão assíduas e custosas que chegam a comprometer a continuidade da produção. Aqui, vale destacar que grande parte das usinas brasileiras já extrapolaram esse limite.
Com o passar do tempo, é comum que o envelhecimento do turbogerador leve a rotinas de inspeção mais rigorosas e frequentes. Esse trabalho deve ser feito para evitar o colapso do equipamento, gastos com manutenções corretivas, expõe os colaboradores a riscos e, claro, diminui a eficiência e produtividade da geração de energia.
Manutenção: a chave para mitigar as consequências do desgaste dos equipamentos
Seguir o calendário de manutenções é essencial para prolongar a vida útil dos equipamentos e mantê-los produtivos. Porém, como você leu acima, durante a operação de um turbogerador as intervenções são mínimas e, de fato, quanto maior o intervalo entre elas, melhor. Afinal, para realizá-las, uma parada precisa ser programada e uma equipe ser deslocada até o ativo. Então, como conciliar as rotinas preventivas com a necessidade de manter a usina funcionando o máximo possível?
A resposta para essa pergunta está em conhecer os mecanismos de desgaste de hidrelétricas e colocá-los como ponto central das inspeções. Nas rotinas periódicas, é preciso ter atenção à conservação dos mancais e realizar a reposição do material afetado pela cavitação. Deve-se, também, verificar os níveis de isolamento do gerador.
Outro ponto imprescindível quando falamos em hidrelétricas diz respeito às barragens. Mesmo que não sofram diretamente com erosão e cavitação, também estão expostas a mecanismos que afetam sua estrutura. Portanto, é preciso um plano de manutenções que inspecione a área em busca de trincas, infiltrações, deformação ou deslocamento das juntas. Esse trabalho pode ser feito com o auxílio de drones, que reduzem os custos e o tempo das rotinas.
Neste artigo, você conheceu melhor os desafios que os mecanismos de desgastes impõem às hidrelétricas. Conhecê-los e saber quais os componentes mais afetados por eles ajuda os profissionais da manutenção a ter atenção sobre os pontos mais sensíveis. Identificar esses sinais contribui para que pequenos problemas não se tornem a causa raiz de falhas muito maiores ― e onerosas para a usina!
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