Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / This work is the result of a research about Great Hydroelectric Projects (GHP) and the process of de-re-territorialisation of affected people in the river basin Araguari, Minas Gerais. The Amador Aguiar Energy Complex, an enterprise composed by Consórcio Capim Branco Energia (CCBE), was chosen as a case report. This study aimed to describe and analyze the implementation and operation of this project and understand the process of de-re-territorialisation triggered as social and spacial effects in an enterprise of this size. The study subjects, the affected non-landowners, were chosen as a research resource for understanding this de-re-territorialisation. As a methodological procedure, were raised and discussed relevant references about the theme and geographical analysis categories, such as place and territory. The implementation and operation of hydropower plants Amador Aguiar I and II, composed by Amador Aguiar Power Complex, were described and analyzed, besides the composition of Consórcio Capim Branco Energia (CCBE). Finally, the implementation of two rural settlements was discussed (Olhos D\'Água and Vida Nova), both in Uberlândia (MG), to attend the non- affected landowners who chose to remain on the land. These settlements were the option given by the consortium as a form of compensation, being awarded with small land where they could reterritorialize and conduct their economic activities. The conclusion is that the affected who resides in each settlements has different realities today. Most owners of lands in the settlement Olhos D\'Água, for those who are still there, use them only as property and cannot reproduce economically, as predicted by the consortium. Some owners sold their lands and migrated due to the economic situation in which they found themselves. In contrast, the residents of the settlement Vida Nova managed to restore these new territories due to a number of factors that favored them, such as the location next to the displacement place, proximity to the water dam Amador Aguiar I hydropower plant and their developed economic activities. However, they still do not have the contract of their properties and there is a fear that they may get a new displacement. / O presente trabalho é o resultado de uma pesquisa sobre os Grandes Empreendimentos Hidrelétricos (GEH) no processo de des-re-territorialização de atingidos na bacia hidrográfica do rio Araguari, em Minas Gerais. O Complexo Energético Amador Aguiar, empreendimento composto pelo Consórcio Capim Branco Energia (CCBE), foi escolhido como estudo de caso. Neste trabalho, objetivou-se descrever e analisar a implantação e operação deste empreendimento e compreender o processo de des-re-territorialização deflagrado como efeito socioespacial de empreendimento deste porte. Os sujeitos da pesquisa, os atingidos não-proprietários de terra, foram escolhidos como fonte de pesquisa para a compreensão desta des-re-territorialização. Como procedimento metodológico, foram levantadas e discutidas referências bibliográficas pertinentes à temática e às categorias de análise geográfica, como território e lugar. Foram descritas e analisadas a implantação e operação das Usinas Hidrelétricas de Amador Aguiar I e II, integrantes do Complexo Energético Amador Aguiar, além da composição do Consórcio Capim Branco Energia (CCBE). Por último, discutiu-se a implantação de dois assentamentos rurais, Olhos D Água e Vida Nova, ambos no município de Uberlândia (MG), para atender os atingidos não-proprietários de terra que optaram pela permanência na terra. Estes assentamentos foram a opção dada pelo consórcio como forma de indenização, sendo contemplados com pequenos lotes onde puderam se reterritorializar e realizar suas atividades econômicas. A conclusão é que os atingidos moradores dos lotes apresentam realidades distintas atualmente. A maioria dos proprietários dos lotes presentes no assentamento Olhos D Água, para aqueles que ainda lá permanecem, utiliza-os apenas como moradia e não conseguem reproduzir economicamente, como previa o consórcio. Alguns proprietários venderam seus lotes e migraram devido à situação econômica em que se encontravam. Diferentemente, os moradores do assentamento Vida Nova conseguiram se restabelecer nestes novos territórios em virtude de uma série de fatores que os favoreceram, como a localização próxima do deslocamento, proximidade com a água da represa da UHE Amador Aguiar I e as atividades econômicas desenvolvidas. Entretanto, ainda não possuem as escrituras de suas propriedades e há um temor de que eles possam sofrer uma nova desterritorialização. / Mestre em Geografia

O planejamento de médio e longo prazo da operação hidrelétrica brasileira consiste em um problema de grande porte e que envolve muitas variáveis, onde, dentre estas, se destacam as vazões afluentes aos reservatórios. Estas vazões devem assim ser estimadas, com o objetivo de caracterizar a oferta futura de eletricidade em um horizonte de planejamento. Dentre as possíveis abordagens existentes para estimar estas vazões, se destaca a abordagem estocástica, que permite considerar variáveis em função de sua distribuição probabilística, e busca considerar o universo mais provável de manifestações. A abordagem estocástica pode se utilizar de modelos estocásticos, que costumam ser caracterizados através de árvores de cenários, que representam o universo de possibilidades de ocorrências. No entanto, devido à elevada dimensionalidade que o processo estocástico pode resultar ao se considerar árvores muito grandes, torna-se necessária a utilização de técnicas complementares, que visem a redução do número de cenários. Com base nesta contextualização, esta dissertação aborda de modo geral o processo de otimização estocástica do planejamento da geração hidrelétrica, considerando árvores de cenários e técnicas de redução de cenários, e utilizando como meio a modelagem de otimização da geração desenvolvida no SSD HIDROTERM, em linguagem GAMS. Como estudo de caso, foram desenvolvidos e adaptados algoritmos de otimização estocástica que consideram árvores com elevado número de cenários, gerados por meio de modelos estocásticos autorregressivos do tipo PAR e, sobre estas árvores, foi ainda aplicada a ferramenta de redução de cenários por agrupamento - SCENRED, desenvolvida em GAMS. As análises de sensibilidade realizadas visaram: validar o processo proposto de otimização estocástica; analisar os efeitos da utilização de diferentes árvores reduzidas de cenários de vazões, o impacto da consideração de diferentes horizontes de planejamento e a influência do regime hidrológico nos principais resultados do processo de otimização; além de estudar as vantagens e desvantagens deste processo para o planejamento da operação hidrelétrica. Os resultados indicam que o processo de otimização estocástica é eficaz ao considerar as aleatoriedades envolvidas na previsão de vazões afluentes. Estes também confirmaram tendências já esperadas no processo de otimização estocástica, como o fato de que quanto maior a árvore de cenários, mais precisos e estáveis tendem os resultados; assim como que quanto mais cenários envolvidos, maior o tempo de processamento requerido. Neste contexto, a utilização da ferramenta de redução SCENRED permitiu reduções significativas no tamanho da árvore de cenários, sem, contudo, ocasionar em perdas na qualidade e estabilidade da solução, além de viabilizar a aplicação do algoritmo de otimização estocástica proposto. / The medium and long-term planning of the Brazilian electric system consists of a complex problem with many uncertainties and variables, where, among these the inflows to the reservoirs highlight. These inflows need to be estimated in order to characterize the future availability of electricity in a planning horizon. Among the existing approaches to estimate these inflows, highlights the stochastic approach, which consider these variables according to their probability distribution, and aims to consider the most likely universe of manifestations. The stochastic approach can be developed through stochastic models, which are often characterized by scenarios trees that represent the possible universe. However, due to the high dimensionality that stochastic analyses can result when considering very large trees, it becomes necessary to use complementary tools, aimed at reducing the number of scenarios. Based on this context, this dissertation discusses in general the process of stochastic optimization of the hydroelectric generation planning, considering scenarios trees and scenario reduction tools, through the optimization modeling developed in the DSS HIDROTERM, developed in GAMS language. As a case study, it was generated and adapted stochastic optimization algorithms that consider trees with large number of scenarios, generated by autoregressive stochastic models PAR. Based on these trees it was applied the scenario reduction tool SCENRED, developed in GAMS language. The sensitivity analyzes developed intended to: validate the stochastic optimization process; analyze the effects of using different reduced scenarios trees of inflows; analyze the impacts of considering different planning horizons, analyze the hydrological influence on the main results of the optimization process, and the benefits and disadvantages of this process in the hydroelectric operation planning. The results indicate that the stochastic optimization process is effective to consider the randomness involved in the prediction of inflow to the reservoirs. These results have also confirmed some well-known trends in the stochastic optimization process, such as the fact that the larger the tree scenarios, more accurate and stable tend the results but also greater the processing time required. In this context, the use of the reduction tool SCENRED allowed significant reductions in the size of scenarios tree, without causing losses in quality and solution stability, enabling the application of the stochastic optimization algorithm proposed.

Os projetos hidrelétricos binacionais existentes têm exibido grandes resultados no que se refere à integração energética, principalmente pela forma com que os países membros vêm lidando com os investimentos de geração. Nesse sentido, com base em pesquisas documentais realizadas para a compreensão da evolução da regulação especialmente da integração de energia e potência dos empreendimentos e dos mercados elétricos dos países contratantes , assim como da regulação elétrica dos países envolvidos, o presente trabalho tem por objetivo apresentar alinhamentos regulatórios para o desenvolvimento de futuros projetos hidrelétricos binacionais. Parte das ferramentas apresentadas e dos arranjos previstos nos modelos é preexistente e, inclusive, alguns deles têm sido aplicados na regulação existente de projetos em desenvolvimento. Contudo, será apresentada uma forma articulada de utilização, mediante a criação de modelos que possam servir como alinhamentos gerais para melhor orientar os esforços para a realização de futuros projetos binacionais. Tudo isso sob a ótica da teoria de desenhos de mercado e da teoria do interesse privado, com o intuito de, consequentemente, facilitar a inclusão de empreendedores privados nesse tipo de iniciativa. / The existing binational hydroelectric projects have shown very good results when it comes to energy market integration, especially considering the way that countries deal with generation investments. Therefore, based on documentary research conducted to understand the evolution of the energy markets regulation particularly the way that the involved countries deal with the integration of the energy and power coming of the enterprises to their national energy markets , as well as the electrical regulation of such countries, this document intends to introduce regulatory alignments to guide the development of future binational hydroelectric projects. Some of the regulatory tools and arrangements presented as part of the models are pre-existing to this paper, and even some of them have been used on existing regulation of projects currently under development. However, an articulate way to use them will be presented, by creating models that can serve as general alignments to improve the accuracy of the efforts for the development of new binational hydroelectric projects. All this from the standpoint of the energy market designs theory and private interest theory, in order to facilitate the inclusion of private entrepreneurs in this kind of initiative.

Materiais metálicos expostos a ambientes aquáticos estão susceptíveis ao desenvolvimento de Corrosão Microbiologicamente Influenciada (CMI). Nas indústrias a CMI é um assunto de extrema importância devido aos prejuízos gerados nos reparos ou trocas de equipamentos e nas interrupções dos sistemas de produção associadas às falhas técnicas. No presente trabalho estão apresentados resultados de um estudo de CMI em superfícies metálicas expostas à água de processo em uma unidade geradora de energia hidrelétrica, que sofre com um acelerado processo corrosivo, principalmente nos trocadores de calor e nas turbinas. A partir de biofilmes de corrosão amostrados nas turbinas e trocadores de calor foram isolados grupos bacterianos redutores de sulfato e oxidantes e redutores de ferro que foram relacionadas como indutoras/ agravantes do processo corrosivo. / Metallic materials exposed to aquatic environments are susceptible to development of Microbiologically Influenced Corrosion (MIC). In industries MIC is a matter of great importance due to damages generated in repairs or equipment changes and production systems disruptions associated with technical failures. In this work are presented results of a MIC study on metal surfaces exposed to process water in a generating unit of hydropower, which suffers from an accelerated corrosion process, especially in the heat exchangers and the turbines. From corrosion biofilms sampled in turbines and heat exchangers were isolated bacterial groups sulfate reducing and oxidizing and reducing iron. These bacteria have been widely reported in the literature as inducing / aggravating the corrosion process.

A Medida Provisória 579, publicada em 11 de setembro de 2012 e posteriormente convertida na Lei 12.783/2013, alterou de forma repentina o marco regulatório vigente para o segmento de geração de energia elétrica. Buscando uma redução média de 20,2% nas tarifas ao consumidor final, o governo federal propôs uma série de medidas, entre elas uma metodologia de remuneração das usinas \"velhas\" apenas pelo custo operacional eficiente, mais uma remuneração por eventuais investimentos adicionais realizados (em um sistema similar ao das distribuidoras de energia, com a diferença de que estas haviam sido privatizadas já com uma base de ativos expressiva, enquanto as usinas teriam seus ativos totalmente indenizados e partiriam de uma base de remuneração igual a zero). O resultado foi que apenas parte das empresas aceitou as novas regras (fundamentalmente, apenas as subsidiárias do grupo Eletrobrás, que acataram uma metodologia que desprezava a necessidade de investimentos da ordem de 2,4% ao ano sobre o valor total dos ativos, e a cobertura parcial de apenas metade dos custos operacionais reais das empresas). Por conta dos vícios de origem, nos anos seguintes o efeito se inverteu e o que deveria ser um ganho à sociedade acabou gerando um prejuízo ao consumidor final de cerca de R$150 bilhões (no acumulado 2013-2015). No mesmo período, observou-se o efeito que as repetidas interferências do governo nos leilões de geração e transmissão dos últimos oito anos (por meio de lances inexequíveis das mesmas empresas do grupo Eletrobrás ou de outras empresas privadas alinhadas com o governo federal) causaram, isto é, a elevação constante do Preço de Liquidação das Diferenças (PLD) causada pelo atraso sistêmico de obras de geração e de transmissão. Com isso, mais R$40 bilhões em prejuízo foram causados às geradoras por meio do Mecanismo de Realocação de Energia (MRE), totalizando R$190 bilhões de perdas para o setor elétrico neste período - que também observou a queda de valor de mercado de todas as suas empresas com capital aberto na BOVESPA (tendo apenas a Eletrobrás perdido R$23 bilhões de valor, em 3 anos). Este trabalho, que tem como foco o segmento de geração hidráulica, apontará em detalhes os pontos que levaram o país a esta situação, proponto a solução que deveria ter sido adotada naquele momento, bem como fazendo a comparação desta proposta com o método paleativo empregado pelo governo no leilão 12/2015, quando as 29 usinas que não renovaram em 2012 nos termos da MP579 foram licitadas por R$17 bilhões, demonstrando finalmente as falhas residuais deste processo. / The provisional measure 579, published on September 11th 2012, changed the Brazilian regulatory framework for hydro power plants. Looking for a 20.2% rate reduction, the federal government proposed several conditions for those who wanted to renew the concession contract, including a periodic rate review methodology that considered an \"efficient\" operating expenses, plus a payment for new investments (if existent), using a methodology similar to that already used by the electricity distribution companies (ignoring the fact that DISCO\'s started with a big remuneration assets base, and the GENCO\'s hadn\'t any assets value, as the government would indemnify the companies for the remaining investments not yet amortized). As result, none company accepted the rules, excepting Eletrobrás (that is controlled by federal government, ignoring that the methodology didn\'t recognized the cash flow needed to invest about 2.4% of the dam value each year, and that the \"efficient\" operating expenses covered just half of their real cost), causing a loss of about R$150 billion (from 2013 to 2015). During the same period, the federal government used Eletrobrás to interfere in the power market price, artificially dropping it (by obligating the company to propose unachievable prices at transmission and generation new-investments bids), causing a bigger problem (as the works were delayed and the power price in the short-term market raised significantly, causing another R$40 billion loss for power companies, achieving R$190 billion injuries in 3 years (not considering Eletrobrás\' market value loss, of about R$23 billion). This paper will show in details all points that were responsible for this issues, proposing solutions for the future and identifying the progress that bid 12/2015 had, through 29 dams sold by R$17 billion.

Geração Distribuída é uma expressão utilizada para designar a geração elétrica proveniente de locais próximos ou juntos de consumidores, não interferindo a potência, tecnologia ou fonte de energia empregada. Estudos indicam que, até o ano de 2010, 20% do total de geração (em termos mundiais) serão provenientes desta forma de obtenção, uma vez que se torna fático sua vantagem sobre a geração central, por oferecer economia em matéria de investimentos relacionados à transmissão, redução de perdas e melhoria acerca da estabilidade do serviço de energia elétrica. Exemplos de geração distribuída são observados em pequenas centrais hidrelétricas, eólicas, térmicas, fotovoltaicas e geradoras de emergência, por terem pequeno porte e serem integradas ao sistema elétrico. Voltandose por hora ao potencial hidráulico passível de exploração no país, associado por sua vez às pequenas centrais hidrelétricas, tem-se cerca de 4% da potência instalável total (parcela extremamente significativa). De acordo com o Plano 2.015 da ELETROBRÁS, centrais que atingem até 30 MW de potência instalada representam um potencial de 9.456 MW. Informações de Geração da ANEEL indicam que há cerca de 254 PCH em operação no país, totalizando 1327 MW (1,4% do total), 40 empreendimentos em construção (500 MW) e 211 projetos outorgados (construção não iniciada) que, se implantados, adicionarão ao sistema elétrico 3426 MW. O panorama da reordenação da matriz energética nacional não tem apresentado abundância no que diz respeito ao investimento público, direcionado a grandes empreendimentos. Desta forma, as quedas d´água de pequeno e médio porte representam uma evidente opção de geração. As Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCH) surgem então como uma alternativa viável, como já especificado anteriormente. Oferece vantagens primeiramente pelo custo acessível, pelo menor prazo de implementação e maturação do investimento, pelas facilidades oferecidas pela legislação, pela disposição das concessionárias de energia elétrica de comprarem o excedente de energia gerada por autoprodutores e finalmente por disponibilizarem o acesso às suas linhas de distribuição e transmissão à longa distância. A partir do incentivo proveniente do Governo Federal para a construção de PCH e descontos nas tarifas de uso dos sistemas de transmissão e distribuição, propiciou-se a ligação de novos pontos de geração de energia no sistema de Distribuição. Com a finalidade de reduzir os custos de transportes de energia, visa-se a localização dos novos pontos de geração próxima aos pontos de consumo potencial. Sendo assim, na medida em que a rede garante a regulação de freqüência e a absorção permanente da potência total, os grupos serão equipados com geradores que não requerem controle com comando sofisticado. Há, todavia, a possibilidade da construção de interligações que devem ser estudadas mesmo quando se tratando de rede de pequeno porte. Sua vantagem está no fato de permitir a utilização de geradores assíncronos, os quais são menos onerosos e mais robustos. Os efeitos da geração nos sistemas de distribuição irão depender do tamanho, do tipo e do local onde será instalada a geração. Atualmente não se tem dado a devida importância aos impactos na proteção da rede de distribuição da concessionária - fato lamentável já que se poderia evitar a degradação da qualidade de energia, confiabilidade e operação - uma vez que se dá prioridade aos benefícios como a energia de backup, a redução dos afundamentos de tensão, a energia de ponta, dentre outras. A partir do momento em que estas PCH são instaladas nas redes de Distribuição, transforma-se um sistema anteriormente radial em um sistema em anel, com mais de uma fonte de contribuição de corrente de curtocircuito. Sendo assim, têm-se como diretrizes deste trabalho abordar temas relacionados aos problemas com falta de coordenação e sensibilidade dos equipamentos de proteção, bloqueio de religamento, necessidade de proteção de sobre-corrente com função direcional, coordenação com consumidores e ramais (gerando problemas de segurança com pessoas e equipamentos) e continuidade de energia. Portanto, é de suma importância a realização sistemática de estudos de proteção de redes com geração de PCH em paralelo, uma vez que é determinante para a segurança e melhoria dos índices de continuidade de serviço. Finalmente, são descritos e analisados detalhadamente, os impactos no sistema de proteção nas redes de distribuição com a ligação de Pequenas Centrais Hidrelétricas, sendo propostas soluções para a redução deste impacto. / Distributed Generation is an expression used to designate the electric generation source in places near or contiguous to consumers, regardless of the power, technology or energy source used. Studies show that, by the year 2010, 20% of the total amount of generation (worldwide) will be acquired this way. The advantages of distributed generation, over central generation, are obvious and include: lower investment needed for transmission, reduction of losses and better performance regarding stability in the electric energy service. Examples of distributed generation include: small hydro electrics, wind turbines, thermals, photovoltaics and emergency generators. These examples are small in size and are interconnected to the electric system. Hydraulic power, which is available through exploration in the country, could comprise about 4% of the total power to be generated (which is a verysignificant portion) in small hydro electrics. According to ELETROBRÁS´ Plan 2,015, a power station that reaches up to 30 MW of installed power represents a potential of 9,456 MW. ANEEL´ information about Generation shows that there are about 254 PCH in operation in the country, which total 1,327 MW (1.4% of the total), 40 enterprises under construction (500 MW) and 211 approved projects (construction has not yet begun) that, when finished, will add 3,426 MW to the electric system. Substantial public investments have not been directed toward the larger enterprises since the re-arrangement of the national energy center. Thus, small and medium sized waterfalls represent a very interesting generation option. The small hydro electrics (PCH) appear as a possible choice, as mentioned before. They offer advantages, such as affordable cost, a short implementation time required, return of investment, support through legislation, the willingness of the electric power utilities to buy the exceeded energy generated by selfproducers and, finally, the possibility of access to its distribution and transmission lines through long distances. The connection of new points of energy generation in the Distribution system was made possible with the support from the Federal Government, through encouragement for PCH constructions and tax discounts for use of the transmission and distribution systems. We plan on locating the new points of generation next to the points of potential consumers with the objective of decreasing energy transportation costs. Thus, as the network guarantees the regulation of frequency and the permanent absorption of the total power, groups are equipped with generators that do not require a sophisticated command control. There is, however, the possibility of building interconnections, which must be studied even when related to the small potency network. The advantage lies in the facts that asynchronous generators can be used - which are cheaper and stronger. The effects of generation on distribution systems will depend on size, type and location where the generation will be installed. The protection of the utilities distribution network should be assigned a higher priority. Instead, we prioritize the benefits of energy production, such as the backup energy, voltage sags, top-notch energy, among others. This is unfortunate, since the protection of the utilities distribution network will avoid the degradation of the energy quality, of reliability and of operations. From the moment that these PCH are installed on the Distribution networks, a radial system is turned into a ring system with more than one source of short-circuit current contribution. Thus, the guidelines for this work are the approach to topics related to problems with the lack of coordination and sensibility of protection equipment, re-connection blockage, necessity of protection of overcurrent with directional function, coordination with consumers and extension lines (causing security problems with people and equipment) and energy continuity. It is of great importance to perform systematic studies on the protection of networks with the simultaneous generation of PCH since they are essential for the security and improvement of the current levels of continuity of service. Finally, the impacts on the distribution system protection of networks with connections to Small Hydroelectric Centrals are described and analyzed in detail, followed by proposals of solutions for the reduction of such impacts.

Este trabalho se propõe a examinar aspectos de engenharia, particularmente da engenharia hidráulica, referentes aos impactos dos aproveitamentos hidrelétricos sobre deslocamentos migratórios ascendentes de peixes, buscando identificar medidas para a redução da eventual mortalidade de peixes, em tubos de sucção de turbinas e em regiões de restituição do escoamento de vertedouros, e descrever os sistemas de transposição de peixes usuais, com destaque para escadas de peixes tipo ranhura vertical. A revisão bibliográfica se inicia abordando migrações de peixes e o impacto causado pela implantação de usinas hidrelétricas, vindo, em seguida, aspectos hidráulicos relativos a barreiras para o impedimento da entrada de peixes em tomadas dágua e sua possível aplicação para tubos de sucção de turbinas. São relatados estudos de casos relativos à implantação de canais de restituição em vertedouros, para evitar a mortalidade de peixes, eventualmente aprisionados em poços e depressões na região de restituição do escoamento vertido, quando esta não possui água permanentemente, após o fechamento das comportas. A revisão da literatura prossegue tratando de sistemas usuais de transposição de peixes para montante, de acordo com a experiência internacional e, também, com a experiência nacional recente. Em seguida, são apresentados estudos em modelo reduzido realizados para a avaliação e caracterização de escoamentos em tanques de algumas escadas de peixes tipo ranhura vertical, tanto com seção transversal retangular, que constituem solução clássica, quanto com seção transversal trapezoidal, com caráter inédito na literatura, que possui, comparativamente, menores custos de implantação, descrevendo-se as instalações experimentais utilizadas, os ensaios realizados e os resultados obtidos, com a discussão de aspectos hidráulicos e de ictiofauna. Conclui-se que as soluções mais promissoras para reduzir a mortalidade de peixes são grades metálicas e barreiras comportamentais sonoras e elétricas, na saída de tubos de sucção, bem como a implantação de canais de restituição do escoamento de vertedouros. Conclui-se, também, que escadas de peixe tipo ranhura vertical com seção transversal trapezoidal fornecem condições de escoamento adequadas, compatíveis com os supostos requisitos natatórios das diferentes espécies de peixes em suas migrações ascendentes, além de exigirem menores investimentos de implantação, quando comparadas com escadas com seção transversal retangular. Recomenda-se que sejam feitos estudos e monitoramentos de ictiofauna específicos para subsidiar projetos de engenharia nessa área. / This work aims to examine engineering, mainly hydraulic engineering, aspects related to the effects of hydroelectric dams on upstream fish migration, identifying possible measures for the reduction of fish mortality, inside turbines draft tubes and in the region downstream from spillways, and describing the most common upstream fish passages, mainly vertical slot fishways. The literature review starts with fish migrations and the effects of dams and reservoir on fishes, followed by hydraulic aspects of barriers to prevent fish entrance in water intakes and their possible application to turbine draft tubes. Case studies are reported concerning the construction of spillway exit channels to avoid the possible mortality of fish entrapped in depressions and pools in the old riverbed, when it`s not permanently flooded, after the closure of the spillway gates. The literature review proceeds with the most common upstream fish passages, according to the international experience and to the recent Brazilian`s experience. Next, the hydraulic model studies developed for evaluation and characterization of flow inside pools of vertical slot fishways are described, for the classical rectangular cross section, as well as for trapezoidal ones, not presented in the literature so far, which have comparatively lower costs, detailing the experimental arrangements, the experiments and experimental results, with discussions on hydraulic and ichthyofauna aspects. Its concluded that the most promising solutions to reduce fish mortality are fish screens and sound and electric behavioural barriers, at the exit of draf tubes, and the construction of spillway exit channels. Its also concluded that vertical slot fishways with trapezoidal cross sections provide good flow conditions, meeting the supposed swimming requirements of different fish species on their upstream migrations, with lower capital costs than classical fishways, with rectangular cross sections. Its recommended that specific ichthyofauna studies and monitoring be developed to subsidize engineering design in this field.

Este trabalho se propõe a examinar aspectos de engenharia, particularmente da engenharia hidráulica, referentes aos impactos dos aproveitamentos hidrelétricos sobre deslocamentos migratórios ascendentes de peixes, buscando identificar medidas para a redução da eventual mortalidade de peixes, em tubos de sucção de turbinas e em regiões de restituição do escoamento de vertedouros, e descrever os sistemas de transposição de peixes usuais, com destaque para escadas de peixes tipo ranhura vertical. A revisão bibliográfica se inicia abordando migrações de peixes e o impacto causado pela implantação de usinas hidrelétricas, vindo, em seguida, aspectos hidráulicos relativos a barreiras para o impedimento da entrada de peixes em tomadas dágua e sua possível aplicação para tubos de sucção de turbinas. São relatados estudos de casos relativos à implantação de canais de restituição em vertedouros, para evitar a mortalidade de peixes, eventualmente aprisionados em poços e depressões na região de restituição do escoamento vertido, quando esta não possui água permanentemente, após o fechamento das comportas. A revisão da literatura prossegue tratando de sistemas usuais de transposição de peixes para montante, de acordo com a experiência internacional e, também, com a experiência nacional recente. Em seguida, são apresentados estudos em modelo reduzido realizados para a avaliação e caracterização de escoamentos em tanques de algumas escadas de peixes tipo ranhura vertical, tanto com seção transversal retangular, que constituem solução clássica, quanto com seção transversal trapezoidal, com caráter inédito na literatura, que possui, comparativamente, menores custos de implantação, descrevendo-se as instalações experimentais utilizadas, os ensaios realizados e os resultados obtidos, com a discussão de aspectos hidráulicos e de ictiofauna. Conclui-se que as soluções mais promissoras para reduzir a mortalidade de peixes são grades metálicas e barreiras comportamentais sonoras e elétricas, na saída de tubos de sucção, bem como a implantação de canais de restituição do escoamento de vertedouros. Conclui-se, também, que escadas de peixe tipo ranhura vertical com seção transversal trapezoidal fornecem condições de escoamento adequadas, compatíveis com os supostos requisitos natatórios das diferentes espécies de peixes em suas migrações ascendentes, além de exigirem menores investimentos de implantação, quando comparadas com escadas com seção transversal retangular. Recomenda-se que sejam feitos estudos e monitoramentos de ictiofauna específicos para subsidiar projetos de engenharia nessa área. / This work aims to examine engineering, mainly hydraulic engineering, aspects related to the effects of hydroelectric dams on upstream fish migration, identifying possible measures for the reduction of fish mortality, inside turbines draft tubes and in the region downstream from spillways, and describing the most common upstream fish passages, mainly vertical slot fishways. The literature review starts with fish migrations and the effects of dams and reservoir on fishes, followed by hydraulic aspects of barriers to prevent fish entrance in water intakes and their possible application to turbine draft tubes. Case studies are reported concerning the construction of spillway exit channels to avoid the possible mortality of fish entrapped in depressions and pools in the old riverbed, when it`s not permanently flooded, after the closure of the spillway gates. The literature review proceeds with the most common upstream fish passages, according to the international experience and to the recent Brazilian`s experience. Next, the hydraulic model studies developed for evaluation and characterization of flow inside pools of vertical slot fishways are described, for the classical rectangular cross section, as well as for trapezoidal ones, not presented in the literature so far, which have comparatively lower costs, detailing the experimental arrangements, the experiments and experimental results, with discussions on hydraulic and ichthyofauna aspects. Its concluded that the most promising solutions to reduce fish mortality are fish screens and sound and electric behavioural barriers, at the exit of draf tubes, and the construction of spillway exit channels. Its also concluded that vertical slot fishways with trapezoidal cross sections provide good flow conditions, meeting the supposed swimming requirements of different fish species on their upstream migrations, with lower capital costs than classical fishways, with rectangular cross sections. Its recommended that specific ichthyofauna studies and monitoring be developed to subsidize engineering design in this field.

O planejamento de médio e longo prazo da operação hidrelétrica brasileira consiste em um problema de grande porte e que envolve muitas variáveis, onde, dentre estas, se destacam as vazões afluentes aos reservatórios. Estas vazões devem assim ser estimadas, com o objetivo de caracterizar a oferta futura de eletricidade em um horizonte de planejamento. Dentre as possíveis abordagens existentes para estimar estas vazões, se destaca a abordagem estocástica, que permite considerar variáveis em função de sua distribuição probabilística, e busca considerar o universo mais provável de manifestações. A abordagem estocástica pode se utilizar de modelos estocásticos, que costumam ser caracterizados através de árvores de cenários, que representam o universo de possibilidades de ocorrências. No entanto, devido à elevada dimensionalidade que o processo estocástico pode resultar ao se considerar árvores muito grandes, torna-se necessária a utilização de técnicas complementares, que visem a redução do número de cenários. Com base nesta contextualização, esta dissertação aborda de modo geral o processo de otimização estocástica do planejamento da geração hidrelétrica, considerando árvores de cenários e técnicas de redução de cenários, e utilizando como meio a modelagem de otimização da geração desenvolvida no SSD HIDROTERM, em linguagem GAMS. Como estudo de caso, foram desenvolvidos e adaptados algoritmos de otimização estocástica que consideram árvores com elevado número de cenários, gerados por meio de modelos estocásticos autorregressivos do tipo PAR e, sobre estas árvores, foi ainda aplicada a ferramenta de redução de cenários por agrupamento - SCENRED, desenvolvida em GAMS. As análises de sensibilidade realizadas visaram: validar o processo proposto de otimização estocástica; analisar os efeitos da utilização de diferentes árvores reduzidas de cenários de vazões, o impacto da consideração de diferentes horizontes de planejamento e a influência do regime hidrológico nos principais resultados do processo de otimização; além de estudar as vantagens e desvantagens deste processo para o planejamento da operação hidrelétrica. Os resultados indicam que o processo de otimização estocástica é eficaz ao considerar as aleatoriedades envolvidas na previsão de vazões afluentes. Estes também confirmaram tendências já esperadas no processo de otimização estocástica, como o fato de que quanto maior a árvore de cenários, mais precisos e estáveis tendem os resultados; assim como que quanto mais cenários envolvidos, maior o tempo de processamento requerido. Neste contexto, a utilização da ferramenta de redução SCENRED permitiu reduções significativas no tamanho da árvore de cenários, sem, contudo, ocasionar em perdas na qualidade e estabilidade da solução, além de viabilizar a aplicação do algoritmo de otimização estocástica proposto. / The medium and long-term planning of the Brazilian electric system consists of a complex problem with many uncertainties and variables, where, among these the inflows to the reservoirs highlight. These inflows need to be estimated in order to characterize the future availability of electricity in a planning horizon. Among the existing approaches to estimate these inflows, highlights the stochastic approach, which consider these variables according to their probability distribution, and aims to consider the most likely universe of manifestations. The stochastic approach can be developed through stochastic models, which are often characterized by scenarios trees that represent the possible universe. However, due to the high dimensionality that stochastic analyses can result when considering very large trees, it becomes necessary to use complementary tools, aimed at reducing the number of scenarios. Based on this context, this dissertation discusses in general the process of stochastic optimization of the hydroelectric generation planning, considering scenarios trees and scenario reduction tools, through the optimization modeling developed in the DSS HIDROTERM, developed in GAMS language. As a case study, it was generated and adapted stochastic optimization algorithms that consider trees with large number of scenarios, generated by autoregressive stochastic models PAR. Based on these trees it was applied the scenario reduction tool SCENRED, developed in GAMS language. The sensitivity analyzes developed intended to: validate the stochastic optimization process; analyze the effects of using different reduced scenarios trees of inflows; analyze the impacts of considering different planning horizons, analyze the hydrological influence on the main results of the optimization process, and the benefits and disadvantages of this process in the hydroelectric operation planning. The results indicate that the stochastic optimization process is effective to consider the randomness involved in the prediction of inflow to the reservoirs. These results have also confirmed some well-known trends in the stochastic optimization process, such as the fact that the larger the tree scenarios, more accurate and stable tend the results but also greater the processing time required. In this context, the use of the reduction tool SCENRED allowed significant reductions in the size of scenarios tree, without causing losses in quality and solution stability, enabling the application of the stochastic optimization algorithm proposed.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-02-04T12:58:19Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jaqueline de Cássia Naves - 2010.pdf: 18926283 bytes, checksum: 7b59c63e7dd39dcf5a9c91ba8fe7f8f2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-11T11:24:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jaqueline de Cássia Naves - 2010.pdf: 18926283 bytes, checksum: 7b59c63e7dd39dcf5a9c91ba8fe7f8f2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-11T11:24:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jaqueline de Cássia Naves - 2010.pdf: 18926283 bytes, checksum: 7b59c63e7dd39dcf5a9c91ba8fe7f8f2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2010-08-23 / This study presents the dynamics of the disputed territories, using analysis as the conflict between the model of the Brazilian electric power generation, focused on hydroelectric power source and peasant dispossession caused by the construction of hydroelectric plants in Brazil. The text is organized by presenting the relationship between the development model adopted by the Brazilian government and its policies aimed at the electricity sector between the years 1945-1990, during which experiences the largest buildings of hydroelectric and strengthens the option for hydroelectricity. Thus, the state in Brazil has acted as administrator but as a producer of energy in this period. The measures imposed on the peripheral capitalist countries during the restructuring of the capitalist mode of production in the years 1980-1990 yielded a number of measures of fit for these economies, such as the desancionalização the economy that led to the privatization of public enterprises and opening the economy to international capital thereby aggravating the dependency of these economies to foreign capital. The electrical sector in Brazil is among the sectors that has opened for denationalization, as the privatization of several production units, state-owned generation and power trading. The lack of investment in installed capacity due to the economic crisis of the 1980s, coupled with the growing demand for electricity and the national electric system susceptibility to weather weather Brazil is experiencing a crisis of energy supply in 2001. The Blackout of 2001 triggered the opening of the law of power generation and environment for private sector participation intensifies the self-producers and independent producers who have invested heavily in production facilities hydroelectric facilities. The sector that has invested in increased production of hydroelectric power was the sector of electrointensive industries, interested in getting cheap hydropower and private industries such as Alcoa Aluminio SA and Votorantim Energia. Because of the blackout measures the government authorizes the construction of new dams without proper environmental and social rigor, resulting in several cases of irregularities in construction producing irreparable social and environmental impacts. UHE Serra Facão in Catalão (GO) was approved without a criterion of these plants by IBAMA, resulting in this way, the peasant expropriation and environmental damage, such as the death of part of icitiofauna. The fourth chapter presents the relationship of peasant with its territory based on the inseparable triad of ethics peasant: family, land and labor. The construction of the territory and territorialization of the peasant resistance movement against expropriation produced by UHE Serra Facão and the effects on the lives of some peasants who were deterritorialized / reterritorialized by UHE Serra Facão. / O presente trabalho busca apresentar a dinâmica dos territórios em disputa, usando como análise o conflito entre o modelo de geração de energia elétrico brasileiro, concentrado na fonte hidrelétrica e a expropriação camponesa causada pela construção de hidrelétricas no Brasil. O texto se organiza apresentando a relação entre o modelo de desenvolvimento adotado pelo Estado brasileiro e suas políticas direcionadas ao setor elétrico entre os anos de 1945- 1990, período onde ocorrem as maiores construções de usinas hidrelétricas e se fortalece a opção pela hidroeletricidade. Desta forma, o Estado no Brasil desempenhou a função de administrador, mas também de produtor de energia naquele período. As medidas impostas aos países de capitalismo periférico no período da reestruturação do modo capitalista de produção nos anos 1980-1990 produziu inúmeras medidas de ajuste à estas economias, tais como, a desnacionalização da economia que implicou a privatização das empresas públicas e a abertura da economia ao capital internacional, agravando, assim, a dependência destas economias ao capital estrangeiro. O setor elétrico no Brasil foi um dos setores que mais se abriu à desnacionalização, como a privatização de várias unidades produtoras, estatais de geração e comercialização de energia. A falta de investimentos na potência instalada em razão da crise econômica dos anos 1980, aliado ao crescimento da demanda por energia elétrica e suscetibilidade do sistema elétrico nacional às intempéries metereológicas o Brasil vive a crise do fornecimento de energia no ano de 2001. O Apagão de 2001 desencadeou a abertura da legislação de geração elétrica e ambiental para o setor privado, intensifica-se a participação dos autoprodutores e produtores independentes que investiram maciçamente em unidades de produção hidrelétrica privada. O setor que mais investiu no crescimento da produção de energia hidrelétrica foi o setor das indústrias eletrointensivas, interessados em conseguir energia hidrelétrica barata e privada, como as indústrias Alcoa Alumínio S.A. e Votorantim Energia. Em razão das medidas do apagão o governo autoriza a construção de novas hidrelétricas sem o devido rigor ambiental e social, resultando assim, em vários casos de irregularidades nas construções produzindo impactos socioambientais irreparáveis. A UHE Serra do Facão no município de Catalão (GO) foi uma destas usinas aprovadas pelo IBAMA, que apresentaram problemas no EIA/RIMA e no PBA, e que provocaram a expropriação camponesa e prejuízos ambientais, tal como, a mortandade de parcela da icitiofauna. O quarto capítulo apresenta-se a relação do camponês com seu território baseado na tríade indissociável da ética camponesa: família, terra e trabalho. A construção do território camponês e a territorialização do movimento de resistência contra a expropriação produzida por UHE Serra do Facão, bem como os efeitos na vida de alguns camponeses que foram desterritorializados/reterritorializados por UHE Serra do Facão.