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No mês de março deste ano, a Usina Hidrelétrica de Itaipu atingiu a fantástica marca de 3 bilhões de MWh, produção acumulada ao longo de 40 anos de funcionamento. Essa quantidade de energia é estimada como suficiente para alimentar o planeta por 43 dias.
A Usina Hidrelétrica de Itaipu é uma obra gigantesca tanto em tamanho físico quanto em resultados. Localizada no rio Paraná, na cidade de Foz do Iguaçu, na região sul do Brasil, onde se forma uma tríplice fronteira entre Brasil, Paraguai e Argentina. Foz do Iguaçu também é o lar das Cataratas do Iguaçu, uma das grandes maravilhas naturais do Brasil e Argentina.
A usina é uma empresa binacional (Brasil e Paraguai). As negociações entre os dois países foram iniciadas na década de 60. Em 1973, foi assinado o Tratado de Itaipu, um instrumento legal para o aproveitamento do potencial hidráulico do rio Paraná. O tratado estabelece, entre outras coisas, que cada país detém 50% da geração. A energia não utilizada pelo Paraguai deve ser vendida ao Brasil de forma prioritária. Em 1974, foi criada a empresa Itaipu Binacional e iniciada a construção da usina. Em 1984, iniciou-se a operação comercial com o fornecimento da energia gerada pelas primeiras unidades geradoras. Os recursos captados para a construção, incluindo as rolagens financeiras, totalizaram US$27 bilhões, com as dívidas finalizadas em 2023. Como curiosidade, o nome Itaipu é uma palavra na língua indígena Guarani, que significa “Pedra que canta”.
A usina conta com 20 unidades geradoras de 700 MW cada, totalizando uma potência instalada de 14.000 MW. Em termos de capacidade instalada, Itaipu é a terceira maior usina hidrelétrica do mundo, sendo as duas primeiras Três Gargantas (22.400 MW) e Baihetan (16.000 MW), ambas localizadas na China. Em termos de geração, Itaipu é a maior geradora mundial de energia limpa e renovável.
Este resultado espetacular de geração, 3 bilhões de MWh, só foi possível graças a três fatores fundamentais: a capacidade hidrológica do rio Paraná, o consumo no Brasil e Paraguai, e a disponibilidade dos equipamentos.
O rio Paraná, que significa “Como o mar” na língua indígena Tupi, abastece o reservatório da usina, que abrange uma área de 1.350 km² e um volume total acumulado de 29 bilhões de m³. A bacia hidrográfica do rio Paraná abrange mais de 10% de todo o território brasileiro. O rio nasce da confluência do rio Paranaíba e rio Grande, sendo os rios Tietê e Paranapanema seus principais afluentes. A partir da cidade de Foz do Iguaçu, o rio recebe também afluências dos rios Iguaçu e Paraguai e segue até Buenos Aires (Argentina), onde encontra as águas do rio Uruguai, formando a bacia do Prata, a quarta maior bacia hidrográfica do mundo com 3.190.000 km². É um rio extenso e caudaloso com vazões médias, medidas no reservatório da usina, que variam entre 9.000 a 15.000 m³/s, conforme a época do ano. Em 1983, ocorreu a vazão máxima histórica em Itaipu com 39.700 m³/s. Por 190 km, define a fronteira entre o Brasil e Paraguai. Nesse trecho, recebe também contribuições importantes da sub-bacia, localizada nos estados do Paraná e Mato Grosso do Sul.
Atualmente, a geração de Itaipu abastece 8,6% do consumo brasileiro e 84% do consumo paraguaio. Com a geração de apenas um gerador de Itaipu, é possível abastecer uma cidade de 1,5 milhão de habitantes.
A energia elétrica gerada na usina é transmitida a partir de duas subestações, uma do lado paraguaio e outra do lado brasileiro. Dessas subestações, saem linhas de transmissão que conectam a usina aos sistemas elétricos do Paraguai e Brasil, respectivamente. O sistema elétrico brasileiro é do tipo interligado, o que permite o envio ou recepção de energia entre as regiões do país. É uma boa solução para um país com extensão continental, onde regiões com estiagem podem receber energia de regiões chuvosas.
Além de ter água abundante e consumidores, é preciso ter equipamentos confiáveis e em funcionamento, ou seja, que apresentem alta disponibilidade e uma baixa taxa de falhas. A disponibilidade mostra basicamente o estado de funcionamento dos equipamentos e é traduzida em um índice, chamado “índice de disponibilidade”, expresso em %. Um valor ideal seria 100%, mas este é um valor irreal. As unidades geradoras precisam ser paradas periodicamente para manutenções preventivas de rotina e ocasionalmente podem ocorrer falhas. As falhas também são medidas e o ideal é que elas não aconteçam ou sejam as mínimas possíveis.
Além dos equipamentos principais, como geradores, turbinas e transformadores, existem as linhas de transmissão, subestações e centenas de dispositivos e equipamentos que proporcionam a geração e transmissão da energia produzida. São equipamentos de supervisão, controle, proteção, medição, sistemas mecânicos e elétricos de apoio. Falhas nesses equipamentos também podem provocar desligamento das unidades geradoras. Estruturas mecânicas e civis importantes, como comportas e barragem de concreto, são também equipamentos e estruturas que merecem atenção especial.
Os índices de qualidade e produção observados na Itaipu são considerados excelentes em termos mundiais (Índice de Disponibilidade = 97,4% e Taxa de Falhas = 0,32). Por trás desses números, estão equipamentos produzidos e montados com excelência e toda uma organização voltada para mantê-los em funcionamento. Após a entrega pelos fabricantes, os equipamentos são mantidos pelas equipes de manutenção. Este é o trabalho que vem sendo executado por gestores, técnicos e engenheiros ao longo destes 40 anos de operação. Eles elaboram, controlam e executam os planos de manutenção em todos os equipamentos. Para cada equipamento, existe um plano de manutenção que determina “O que, Quando e Como fazer”. Técnicas de manutenção preditiva também são utilizadas. Elas ajudam a antecipar problemas e evitar paradas ocasionadas por falhas. Atualmente, a usina passa por um processo de modernização tecnológica, o que vai ajudar a melhorar ainda mais esses índices.
Em 40 anos de operação e 50 anos de existência, a Itaipu está em processo contínuo de modernização e seguirá ajudando no desenvolvimento dos dois países, graças à força da natureza e à dedicação de todos os colaboradores que fizeram e fazem a história desta empresa ser um caso de sucesso. Parabéns!
Ivan Ferreira de Figueiredo / Engenheiro Eletricista
Fontes :
https://www.itaipu.gov.br/ https://www.itaipu.gov.br/sites/default/files/af_df/Caderno_Indicadores_2021.pdf
Conheça Foz do Iguaçu: https://pt.wikipedia.org/wiki/Foz_do_Igua%C3%A7u
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Itaipu Hydroelectric Power Plant Achieves Milestone of 3 Billion MWh of Clean and Renewable Energy Generated
In March of this year, the Itaipu Hydroelectric Power Plant reached the remarkable milestone of 3 billion MWh, accumulated over 40 years of operation. This amount of energy is estimated to be sufficient to power the entire planet for 43 days.
The Itaipu Hydroelectric Power Plant is a colossal project both in physical size and in its outcomes. Located on the Paraná River in the city of Foz do Iguaçu, in the southern region of Brazil, where a triple border between Brazil, Paraguay, and Argentina is formed. Foz do Iguaçu is also home to the Iguaçu Falls, one of the great natural wonders of Brazil and Argentina.
The plant is a binational enterprise (Brazil and Paraguay). Negotiations between the two countries began in the 1960s. In 1973, the Itaipu Treaty was signed, a legal instrument for harnessing the hydroelectric potential of the Paraná River. The treaty establishes, among other things, that each country holds 50% of the generation. Energy not used by Paraguay must be sold to Brazil on a priority basis. In 1974, the Itaipu Binacional company was established, and construction of the plant began. Commercial operation commenced in 1984 with the supply of energy generated by the first generating units. Resources raised for construction, including financial roll-overs, totaled US$27 billion, with debts finalized in 2023. Interestingly, the name Itaipu is a word in the Guarani indigenous language, meaning “Singing Stone”.
The plant features 20 generating units of 700 MW each, totaling an installed capacity of 14,000 MW. In terms of installed capacity, Itaipu is the third-largest hydroelectric power plant in the world, with the first two being the Three Gorges (22,400 MW) and Baihetan (16,000 MW), both located in China. In terms of generation, Itaipu is the world’s largest generator of clean and renewable energy.
This spectacular generation result of 3 billion MWh was made possible by three fundamental factors: the hydrological capacity of the Paraná River, consumption in Brazil and Paraguay, and equipment availability.
The Paraná River, which means “Like the Sea” in the Tupi indigenous language, feeds the plant’s reservoir, which covers an area of 1,350 km² and has a total accumulated volume of 29 billion m³. The Paraná River basin covers more than 10% of the entire Brazilian territory. The river originates from the confluence of the Paranaíba and Grande rivers, with the Tietê and Paranapanema rivers being its main tributaries. From the city of Foz do Iguaçu, the river also receives inflows from the Iguaçu and Paraguay rivers, flowing to Buenos Aires (Argentina), where it meets the waters of the Uruguay River, forming the La Plata basin, the fourth-largest hydrographic basin in the world with 3,190,000 km². It is an extensive and torrential river with average flows, measured in the plant’s reservoir, ranging from 9,000 to 15,000 m³/s, depending on the time of year. In 1983, the maximum historical flow at Itaipu reached 39,700 m³/s. Over a stretch of 190 km, it defines the border between Brazil and Paraguay. In this stretch, it also receives significant contributions from the sub-basin, located in the states of Paraná and Mato Grosso do Sul.
Currently, Itaipu’s generation supplies 8.6% of Brazilian consumption and 84% of Paraguayan consumption. With the generation of just one Itaipu generator, it is possible to supply a city of 1.5 million inhabitants.
The electrical energy generated at the plant is transmitted from two substations, one on the Paraguayan side and the other on the Brazilian side. From these substations, transmission lines connect the plant to the electrical systems of Paraguay and Brazil, respectively. The Brazilian electrical system is interconnected, allowing for the sending or receiving of energy between different regions of the country. This is a good solution for a country with a continental expanse, where regions experiencing drought can receive energy from rainy regions.
In addition to abundant water and consumers, it is necessary to have reliable equipment in operation, meaning high availability and a low failure rate. Availability basically reflects the operational status of the equipment and is expressed as a percentage. An ideal value would be 100%, but this is unrealistic. Generating units need to be periodically stopped for routine preventive maintenance, and occasional failures can occur. Failures are also measured, and the goal is to minimize them or prevent them altogether.
In addition to the main equipment, such as generators, turbines, and transformers, there are transmission lines, substations, and hundreds of devices and equipment involved in the generation and transmission of produced energy. These include supervision, control, protection, measurement, and mechanical and electrical support systems. Failures in these devices can also cause shutdowns of generating units. Important mechanical and civil structures, such as gates and concrete dams, are also equipment and structures that require special attention.
The quality and production indices observed at Itaipu are considered excellent worldwide (Availability Index = 97.4% and Failure Rate = 0.32). Behind these numbers are equipment manufactured and assembled with excellence and an entire organization dedicated to keeping them operational. After delivery by manufacturers, the equipment is maintained by maintenance teams. This is the work that has been carried out by managers, technicians, and engineers over these 40 years of operation. They develop, control, and execute maintenance plans for all equipment. Each piece of equipment has a maintenance plan that determines “What, When, and How to do it”. Predictive maintenance techniques are also used to anticipate problems and avoid shutdowns caused by failures. Currently, the plant is undergoing a process of technological modernization, which will further improve these indices.
In 40 years of operation and 50 years of existence, Itaipu is in a continuous process of modernization and will continue to contribute to the development of both countries, thanks to the power of nature and the dedication of all the collaborators who have made and continue to make the history of this company a success story. Congratulations!
Ivan Ferreira de Figueiredo /Electrical Engineer
Sources :
https://www.itaipu.gov.br/ https://www.itaipu.gov.br/sites/default/files/af_df/Caderno_Indicadores_2021.pdfConheça Foz do Iguaçu: https://pt.wikipedia.org/wiki/Foz_do_Igua%C3%A7u
