Turbinas – Reformas de usinas e novos projetos mantêm fabricantes em alta atividade

Petroleo & Energia, Turbinas - Reformas de usinas e novos projetos mantêm fabricantes em alta atividade
Produção da turbina Francis, de Belo Monte

 

A geração hidráulica representa praticamente 82% da matriz elétrica brasileira, de acordo com o balanço mais recente da Empresa de Pesquisa Energética (EPE). Essa longa tradição não poderia deixar de impactar a cadeia de produção de equipamentos, e a fabricação de turbinas é uma prova disso. Os três grandes players mundiais do setor – Alstom, Voith Hydro e Andritz – têm operações importantes no país, como explica o professor Geraldo Lúcio Tiago Filho, do Centro Nacional de Referência em Pequenas Centrais Hidrelétricas da Universidade Federal de Itajubá (Unifei). De acordo com ele, o trio de multinacionais se repete em outros continentes, disputando espaço cabeça a cabeça na Ásia e tendo poucos concorrentes menores no mercado norte-americano. “Na Europa, a briga é mais acirrada, mas de modo geral o mercado é concentrado”, comentou.

Petróleo & Energia ouviu duas delas (procurada, a Andritz não se manifestou até o fechamento desta edição) e outros dois fabricantes nacionais com presença majoritária no segmento de PCHs. Tanto a Alstom como a Voith elencam uma série de projetos recentes, alguns deles indicando recordes mundiais em sua área, além de sinalizar que a carteira de serviços é bem mais ampla do que o fornecimento das turbinas. Um mercado aparentemente atraente é o de reforma/repotenciação de usinas, porém a atual discussão sobre a Medida Provisória 579, que estabelece as condições para renovação das concessões do setor elétrico com vencimento até 2017, engessou o setor. “Nos últimos anos surgiu um novo mercado decorrente de grandes reformas das principais usinas. Desde outubro, porém, ele está paralisado por conta de desdobramentos em relação às reformas”, ratifica Marcos Costa, presidente da Alstom do Brasil.

Petroleo & Energia, Marcos Costa, presidente da Alstom do Brasil, Turbinas - Reformas de usinas e novos projetos mantêm fabricantes em alta atividade
Marcos Costa: MP 579 engessou obras do setor

O executivo destaca que a empresa tem grande interesse nesse tipo de serviço e uma estrutura técnica exclusiva que oferece desde pequenos reparos até grandes reformas, incluindo repotenciação, passando por sobressalentes, treinamento e consultoria técnica. A Voith, por sua vez, possui uma equipe especializada para tratar de modernizações e reformas desde 1995. De acordo com o presidente e CEO da unidade brasileira, Osvaldo San Martin, a empresa foi contratada para cuidar de quatro modernizações em 2012: as usinas de Água Vermelha, Xavantes, Santo Santiago e Passo Fundo. Fora do país, a filial executa o que seria o maior projeto de modernização mundial, a usina de Guri, na Venezuela. Mas San Martin também se manifesta preocupado com o encaminhamento da MP 579. “É importante que investidores e governo cheguem a bom termo para que os investimentos em modernização do parque gerador continuem.”

Petroleo & Energia, Osvaldo San Martin, presidente e CEO da unidade brasileira, Turbinas - Reformas de usinas e novos projetos mantêm fabricantes em alta atividade
Osvaldo San Martin: quatro grandes contratos de modernização

 

Se o quadro das reformas ainda não está delineado, a construção de novas usinas movimenta os fabricantes de turbinas. A Voith tem presença em Santo Antônio, Jirau, Belo Monte, Teles Pires e Ferreira Gomes, todas no Brasil. No Chile estão dois dos outros grandes empreendimentos, as usinas de Alfalfal II e de Las Lajas. O braço brasileiro da empresa atende os países da América Latina e há projetos ativos desde o México até o Peru, passando pela já citada reforma na Venezuela. Isso significa que parte da produção de turbinas, geradores e sistemas vem das duas fábricas no país (São Paulo e Manaus). “Somos muito conhecidos como fabricantes de turbinas, mas nem todos sabem que a Voith produz uma série de outros produtos para hidrelétricas”, destaca San Martin. Ele lembra que o Brasil continua sendo um dos principais mercados mundiais para a corporação, ao lado da China e dos Estados Unidos. “Nos últimos dez anos, participamos dos principais projetos hidrelétricos brasileiros. Fornecemos as turbinas Kaplan de Estreito, Peixe Angical, Aimorés e Ferreira Gomes, e as turbinas bulbo de Baguari, Santo Antônio e Jirau, além das turbinas Francis de Belo Monte, Salto do Pilão e Serra do Facão”, lista o executivo. Na área de modernização, ele destaca a participação em Furnas, Cachoeira Dourada, Parigot de Souza, Ilha Solteira e Jupiá, além dos projetos em andamento.A base brasileira da Alstom funciona como um polo para a América Latina e também atende projetos mundiais, caso da usina chinesa de Três Gargantas, da indiana Sunbasiri e da Merowe, no Sudão. De acordo com Costa, um quarto de toda a capacidade global instalada de energia elétrica com geração hidráulica detém tecnologia da empresa francesa, totalizando 400 GW. Já a unidade brasileira teria a participação no fornecimento de mais de 100 turbinas e geradores nos últimos dez anos. Sediada em Taubaté- SP, a fábrica local é considerada um centro de excelência em hidrogeração e figura entre as maiores plantas da multinacional. ´

“Na América Latina, a principal demanda é por turbinas de quedas mais elevadas, no entanto, a exportação e a produção envolvem todos os tipos de equipamentos”, destaca o executivo. É o caso do Peru e de outros países andinos, onde o relevo determina a adoção de usinas de alta queda e turbinas do tipo Pelton. Outros projetos em que a unidade brasileira participou ativamente exemplificam a diversidade citada pelo presidente: as usinas colombianas de Ituango e El Quimbo. A primeira recebeu oito turbinas Francis de 307 MW, enquanto a segunda teve duas unidades de 200 MW, de mesma tecnologia, fabricadas em Taubaté. Ambas foram projetadas para queda média. Ao Equador, diversamente, com quedas baixas, a Alstom exportou duas turbinas de 300 MW para a planta de Manduriacu, adotando o modelo Kaplan.

No Brasil, considerado o carro-chefe do subcontinente (tem forte potencial hidráulico e recebe encomendas de grande porte dos outros países), a lista da Alstom inclui projetos consolidados, como Itaipu, onde dez das 20 unidades geradoras (turbina e gerador) são da marca francesa, sendo que a última foi entregue em março de 2007. Em Belo Monte, o maior empreendimento entre os novos, a participação engloba sete conjuntos turbina-gerador Francis, equipamentos hidromecânicos, barramentos blindados e subestações associadas isoladas a gás (GIS) para as dezoito unidades geradoras da usina. Ainda no rol das usinas em construção, a Alstom forneceu 19 das 22 turbinas de Santo Antônio e detém 50% do pacote hidromecânico, incluindo equipamentos e içamento. Em Jirau, o pacote inclui dez turbinas do tipo bulbo e 17 geradores, assim como sistemas de monitoramento, barras coletoras e dispositivos de aumento de voltagem, totalizando 48% do contrato. “Nosso escopo também inclui a supervisão da construção e a abertura de atividades”, detalha o presidente da companhia.

Os exemplos reforçam o depoimento do presidente da Voith, indicando que o fornecimento de turbinas é apenas parte do pacote que os fabricantes entregam. “Com exceção das obras civis, a engenharia, otimização da planta, fornecimento, montagem e comissionamento de equipamentos são de nossa responsabilidade, além das unidades em si”, explica San Martin. De acordo com ele, as atividades de manutenção e operação podem ser assumidas pela empresa. Para provar a pertinência do escopo estendido, ele cita o sistema de automação e controle que deve ser instalado em Belo Monte. Outra plataforma de controle e automação já está na ativa na usina de Estreito, cuja partida foi feita pela presidente da República. “Temos sistemas hidromecânicos em várias outras plantas como Salto Pilão, Serra do Facão, Amoyá, Palomino e Confluência”, completa o executivo da Voith.

Tecnologia brasileira– A brasileira Hisa (Hidráulica Industrial) está mais focada em pequenas centrais hidrelétricas (PCHs) e médias usinas com até 50 MW (MCHs), mas também participa de projetos maiores, como o da UHE São Roque. Neste caso, ela fornece três turbinas do tipo Francis de eixo vertical, cada uma delas com 45 MW. Sinésio Tenfen, diretor superintendente da WEG Energia, grupo controlador da Hisa, explica que a empresa passa por uma fase de internacionalização, estratégia para contrabalançar o peso do mercado interno de PCHs, no qual a companhia se autodenomina líder no fornecimento de turbinas. De acordo com ele, um dos fatores de posicionamento da Hisa é o domínio da tecnologia dos equipamentos.

Petroleo & Energia, Sinésio Tenfen, diretor superintendente da WEG Energia, Turbinas - Reformas de usinas e novos projetos mantêm fabricantes em alta atividade Turbinas - Reformas de usinas e novos projetos mantêm fabricantes em alta atividade
Sinésio Tenfen: turbina Hisa/Weg é voltada para pequenas e médias centrais hidrelétricas

“A definição da turbina hidráulica adequada depende da combinação entre queda d’água e vazão. Como o número de combinações é superior ao da dezena de milhar, cada usina tem sua turbina sob medida”, argumenta. “O grande segredo está na definição do perfil hidráulico correto”, continua. Tenfen explica que até 20 anos atrás a definição do melhor perfil hidráulico era determinada somente por meio de ensaios exaustivos de laboratórios especializados – no mundo existem cerca de 20, um deles no Brasil. “Por isso, os perfis hidráulicos eram desenvolvidos somente para grandes usinas, pois o custo desse processo, cujo resultado era o chamado modelo reduzido, é superior a US$ 250 mil”, detalha.

Como isso inviabilizaria MCHs e PCHs, os fabricantes desse segmento adotam outro conceito para transpor – proporcionalmente – o perfil hidráulico de uma turbina maior para um equipamento menor: o de CFD, sigla para cálculo fluido dinâmico computacional. Na avaliação do diretor da Hisa, houve um avanço grande no desenvolvimento de CFDs nos últimos anos, com a liderança sendo tomada pelos centros de pesquisa europeus e americanos. “Apesar dos CFDs, os projetos de turbinas acima de 25 MW ainda exigem o desenvolvimento de protótipo (modelo reduzido) de laboratório, para definir e comprovar o melhor perfil hidráulico”, complementa Tenfen.

No caso da Hisa, ele adianta que a modelagem CFD é feita internamente, mas a companhia possui acordos com centros europeus para verificar e referendar os modelos criados pela área técnica da empresa catarinense. Também fabricante de turbinas para PCHs, a Semi Industrial possui uma estratégia similar. “Temos um acordo com a Universidade de Gênova para a realização dos projetos hidráulicos, adotando o CFD. Depois de modelados na Itália, eles são enviados ao nosso escritório de engenharia, no Paraná, onde é feito o detalhamento da construção mecânica das turbinas”, esclarece Luiz Antônio Valbusa, diretor comercial da fabricante. “Obviamente, não utilizamos os ensaios em modelo reduzido, pois eles não se pagam com o investimento de uma usina pequena. A simulação por computador, no entanto, é muito precisa e nos dá uma segurança grande em termos de eficiência da turbina e ausência de cavitação”, complementa.

Petroleo & Energia, Luiz Antônio Valbusa, diretor comercial , Turbinas - Reformas de usinas e novos projetos mantêm fabricantes em alta atividade
Luiz Antônio Valbusa: acordo com universidade italiana garante construção de turbina

Para contrabalançar o mercado em baixa das PCHs no Brasil, Valbusa adianta que a Semi avançou para o mercado latino-americano, com projetos recentes no Chile. A área de automação de pequenas usinas instaladas é outro segmento de atuação da empresa, com clientes importantes como a CPFL, que adota a plataforma da companhia no gerenciamento de cerca de 18 PCHs, centralizando o controle das unidades. Nesse nicho, ela já totaliza mais de 100 implementações no país. Outra frente possível é o ainda pouco explorado – de acordo com Valbusa – mercado de reforma. “Existem muitas turbinas antigas que são passíveis de um estudo para repotenciação. Com a mesma queda e vazão, podemos hoje instalar rotores mais eficientes que podem gerar mais energia”, detalha o especialista.

Embora não forneça turbinas para UHEs, a Semi participa da montagem eletromecânica e do comissionamento nesse segmento como parceira da empresa líder. Do ponto de vista da tecnologia, Valbusa avalia que tanto as UHEs como as PCEs apresentam um processo amadurecido. “Não existem grandes avanços recentes na área de turbinas. O que estamos desenvolvendo são processos de fabricação mais eficientes e materiais mais econômicos para adequar as PCHs aos novos patamares de valores de energia praticados no mercado”, argumenta.

Já San Martin, presidente da Voith, destaca que a empresa funciona como uma usina de inovação. Na área de turbinas, a empresa tem o equipamento do modelo Kaplan com a maior potência do Brasil. A máquina está em funcionamento na usina de Lajeado. Outra UHE possui a turbina Kaplan com o maior diâmetro do país, inaugurada recentemente na usina de Estreito. Aliás, o criador dessa tecnologia, Viktor Kaplan, desenvolveu o modelo de turbina em parceria com a multinacional alemã.

“Acabamos de participar do desenvolvimento e fornecimento das maiores turbinas bulbo em geração de energia do mundo, adotadas em Santo Antônio e Jirau, no Complexo Hidrelétrico do Rio Madeira”, diz. (Nessa mesma usina, a Alstom também participa com projeto e fornecimento de duas das maiores turbinas mundiais desse tipo). Voltando à lista da Voith, a empresa detém outro prodígio: a turbina Pelton para uma das maiores quedas d’água do mundo – superior a 1,1 km –, na usina de Alfalfal II (Chile).

Para Costa, da Alstom, os grandes projetos brasileiros têm gerado desenvolvimentos importantes e o maior desafio atual são as usinas da Região Norte. “Por serem projetos a fio de água, elas impõem grandes variações de quedas e vazões, isso acaba impactando significativamente na tecnologia aplicada”, avalia. Nesse novo cenário, o presidente adianta que a Alstom Brasil foi escolhida para sediar o primeiro Centro Global de Tecnologia (GTC) na América Latina. “A partir de 2013, teremos uma instalação focada especialmente em turbinas Kaplan e com uma plataforma de testes para modelos de turbinas de alta tecnologia”, informa. Criado dentro da fábrica de  Taubaté, o GTC deve trabalhar com projetos mundiais, mas o foco serão as usinas latino-americanas.

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Turbina Kaplan: maior potência do país

Para viabilizar o centro, a multinacional terá ainda ajuda de especialistas externos e as duas primeiras parcerias já foram anunciadas. A Unifei, de Itajubá-MG, e a Universidade Estadual Paulista (Unesp) devem receber financiamento de programas de mestrado e doutorado relacionados ao mercado hidrelétrico. Costa lembra que existem somente outras quatro instalações desse tipo no grupo francês: Grenoble (França), Baroda (Índia), Birr (Suíça) e Sorel-Tracy (Canadá). O centro brasileiro vai se diferenciar por ter – em um único local – as competências técnicas dos produtos da área de geração hidrelétrica, incluindo turbinas, geradores, reguladores, comando e controle, equipamentos hidromecânicos e de levantamento.

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