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08 de dezembro de 2011
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Energia

Tecnologias otimizam a construção de parques eólicos

Com a meta do Governo de que a energia eólica supra mais de 20% da demanda brasileira por eletricidade em 2020, otimizar recursos de obras com o uso de equipamentos de construção eficientes tornou-se condição sine qua non para as construtoras que atuam no setor

A geração de energia eólica no Brasil acaba de romper um limite histórico: ultrapassou a marca de 1 GW de produção anual. Esse é o resultado de dez anos de investimentos na tecnologia, cujos parques eólicos concentram-se principalmente nas Regiões Nordeste e Sul. Apesar do volume representar um marco para o setor, ele não muda significativamente o cenário da matriz energética brasileira, pois representa pouco mais de 1% do total da eletricidade consumida no País. Para mudar esse quadro, o governo federal tem um plano ambicioso: fazer com que a geração eólica passe a representar entre 20% e 25% dos 100 GW que a população consumirá em 2020. As obras para alcançar o novo patamar já começaram, como a reportagem da M&T pode conferir nos estados do Ceará e da Bahia.

Os cearenses são um capítulo à parte nessa história, pois concentram quase a metade da geração eólica brasileira. A Bahia, por outro lado, sedia a construção do maior complexo de parques eólicos no território nacional, o de Guanambi. Previsto para entrar em operação no segundo semestre de 2012,  vai adiconar mais de 260 megawatts (MW) de energia quando for ativado. (veja reportagem sobre as obras do Complexo Eólico de Guanambi na página 28).

A evolução da produção afetou fortemente as construtoras especializadas nesse tipo de obra, estabelecendo novas metodologias para atender prazos curtos e maior eficiência. O cronograma apertado, aliás, é uma das características dos canteiros, ao lado do aprendizado rápido. Para Aristarco Sobreira, diretor comercial e de incorporações da Mercurius Engenharia, o resultado tem sido positivo, afetando todos os envolvidos que precisam acompanhar a evolução do setor, desde os especialistas até os fabricantes de equipamentos de construção e dos aerogeradores. E também permitiu que a energia eólica produzida no Brasil chegasse a preços mais competitivos. “Atualmente, o valor do quilowatt gerado nesse tipo de energia, chamada de reserva, é três vezes menor do que era há uma década”, explica o executivo. “Com isso, os leilões já atuam com preços semelhantes aos da energia tradicional, gerada por hidrelétricas e t


Com a meta do Governo de que a energia eólica supra mais de 20% da demanda brasileira por eletricidade em 2020, otimizar recursos de obras com o uso de equipamentos de construção eficientes tornou-se condição sine qua non para as construtoras que atuam no setor

A geração de energia eólica no Brasil acaba de romper um limite histórico: ultrapassou a marca de 1 GW de produção anual. Esse é o resultado de dez anos de investimentos na tecnologia, cujos parques eólicos concentram-se principalmente nas Regiões Nordeste e Sul. Apesar do volume representar um marco para o setor, ele não muda significativamente o cenário da matriz energética brasileira, pois representa pouco mais de 1% do total da eletricidade consumida no País. Para mudar esse quadro, o governo federal tem um plano ambicioso: fazer com que a geração eólica passe a representar entre 20% e 25% dos 100 GW que a população consumirá em 2020. As obras para alcançar o novo patamar já começaram, como a reportagem da M&T pode conferir nos estados do Ceará e da Bahia.

Os cearenses são um capítulo à parte nessa história, pois concentram quase a metade da geração eólica brasileira. A Bahia, por outro lado, sedia a construção do maior complexo de parques eólicos no território nacional, o de Guanambi. Previsto para entrar em operação no segundo semestre de 2012,  vai adiconar mais de 260 megawatts (MW) de energia quando for ativado. (veja reportagem sobre as obras do Complexo Eólico de Guanambi na página 28).

A evolução da produção afetou fortemente as construtoras especializadas nesse tipo de obra, estabelecendo novas metodologias para atender prazos curtos e maior eficiência. O cronograma apertado, aliás, é uma das características dos canteiros, ao lado do aprendizado rápido. Para Aristarco Sobreira, diretor comercial e de incorporações da Mercurius Engenharia, o resultado tem sido positivo, afetando todos os envolvidos que precisam acompanhar a evolução do setor, desde os especialistas até os fabricantes de equipamentos de construção e dos aerogeradores. E também permitiu que a energia eólica produzida no Brasil chegasse a preços mais competitivos. “Atualmente, o valor do quilowatt gerado nesse tipo de energia, chamada de reserva, é três vezes menor do que era há uma década”, explica o executivo. “Com isso, os leilões já atuam com preços semelhantes aos da energia tradicional, gerada por hidrelétricas e termoelétricas, cuja média se aproxima de R$ 100 por quilowatt gerado anualmente”.

Segundo ele, a Mercurius Engenharia atuou em 56% das obras que deram origem aos parques eólicos em operação no País. Esse histórico diferenciado deu à empresa uma especialização em obras civis para o segmento, melhorando a produtividade ao longo dos anos. “Somos cinco vezes mais produtivos em termos de obras do que éramos há 10 anos”, avalia Sobreira. E, segundo ele, a melhoria não é uma particularidade da Mercurius. “As próprias torres eólicas não passavam de 50 metros de altura na década passada. Hoje, temos exemplos de construções com 100 metros de altura, capazes de captar ventos mais fortes, otimizando a geração de energia”, complementa.

A evolução do setor eólico é um movimento de escala, na visão de outro executivo da Mercurius, o diretor técnico Ricardo Teixeira. Ele argumenta que não seria possível montar torres mais altas se o mercado brasileiro de construção não se equipasse com guindastes de maior capacidade, o que quer dizer acima de mil toneladas. “O incremento de máquinas de terraplanagem como escavadeiras, tratores, caminhões e rolos compactadores mais produtivos também tem o seu mérito na melhoria do setor”, acrescenta.

Metodologia gera eficiência

O ponto de vista dos executivos da Mercurius é confirmado por Antônio Medeiros de Oliveira, diretor de planejamento da Dois A Engenharia, empresa com foco em projetos de construção de parques eólicos. Ele explica que há uma metodologia de construção que impõe a otimização dos recursos já listados anteriormente. “A concepção de um parque eólico é dividida em três fases: obras civis, que envolvem terraplanagem e fundações; montagem dos aeroregadores e implantação dos cabeamentos para distribuição no sistema brasileiro de energia”, explica. As obras em si, por sua vez, precisam ser segmentadas nas etapas de logística e de execução propriamente dita.

O processo se inicia antes da instalação do canteiro de obras, com a realização de estudos de campo para subsidiar os licenciamentos e os projetos executivos. “Os principais estudos nessa etapa são os levantamentos topográficos, a identificação e caracterização das áreas de empréstimo de materiais para os acessos (piçarras) e as sondagens do terreno”, detalha Oliveira.

>Na avaliação dele, as sondagens devem ser realizadas nas posições o mais aproximadas possível do local de cada aerogerador, em função da grande extensão das áreas de instalação dos parques. Como os terrenos são heterogêneos, a recomendação é que cada fundação seja avaliada isoladamente, o que pode merecer um projeto específico. “O mais comum é que se avaliem alguns grupos de terreno e que o projeto de fundação seja feito de acordo com esses grupos”, diz.

 

A logística de suprimentos de materiais é a ação seguinte. Para Oliveira, essa é outra etapa da construção que merece atenção especial. Ele destaca que uma obra de parque eólico dura em média dois anos, o que é considerado um prazo curto em termos de infraestrutura. Além do tempo relativamente menor, tal tipo de instalação engloba muitas atividades paralelas, levando a uma preocupação constante com o suprimento de materiais e com a movimentação das equipes de trabalho. “Deve-se sempre trabalhar pensando na liberação das atividades para a equipe sucessora e obedecendo um cronograma rígido”, argumenta.

Ricardo Teixeira, da Mercurius, reforça a opinião do executivo da Dois A Engenharia. Ele acrescenta que é preciso prever as movimentações de equipamentos e o transporte de materiais tanto fora quanto dentro do canteiro de obras. “Como especialista nas obras civis, a Mercurius costuma programar somente a logística no canteiro, o que envolve o nivelamento do terreno e a pavimentação das vias de acesso para os equipamentos de grande porte como guindastes e carretas que transportarão os aeroregadores e as pás eólicas”, informa Teixeira.

Sobreira, também da Mercurius, complementa a informação de seu sócio, lembrando que essa etapa da obra costuma exigir altos volumes de movimentação de terra, pois os parques eólicos geralmente são construídos em regiões serranas ou sobre dunas litorâneas. “A terraplanagem deve eliminar rampas de alta inclinação – acima de 10% - além de estabelecer pistas largas com curvas brandas e de raio suficiente para que as carretas que transportam as pás eólicas, com mais de 40 metros de comprimento, possam fazê-las sem problemas”.

A largura das vias de acesso, por sua vez, varia de acordo com o layout da obra, planejado pela empresa contratante. Segundo Teixeira, elas costumam ter entre 6 e 15 metros de largura, sendo que as maiores incluem vias de mão dupla para tráfego de guindastes e carretas de grande porte. O executivo esclarece ainda que há contratantes que preferem optar por uma via de mão única, prevendo que dificilmente haverá o encontro de dois equipamentos de grande porte na mesma estrada. Para esse tipo de escolha, vale o raciocínio de que, mesmo quando houver o encontro, é possível que um espere o outro passar. “Com isso, pode-se reduzir significativamente os custos e o prazo de execução da terraplanagem”, avalia Teixeira.

Para Oliveira, otimizar os recursos de terraplanagem é uma atitude cada vez mais necessária, principalmente em obras realizadas longe dos grandes centros urbanos. “Em algumas regiões, já encontramos dificuldade em obter equipamentos em quantidade suficiente para atender os empreendimentos”, afirma. Ele explica que a mobilização da frota de equipamentos fora-de-estrada é realizada com base nos cálculos dos volumes de terra que serão movimentados. “De posse dos projetos de terraplanagem e de pavimentação, o gerente de projeto identifica esses volumes e determina o número de frentes de serviço em função dos prazos de execução estabelecidos em contrato”, acrescenta. De acordo com ele, essa atitude implica o estabelecimento de um histograma de permanência de equipamentos na obra, trabalho fundamental para minimizar os efeitos da possível falta de máquinas.

Oliveira também acredita que seja válido reduzir o espaçamento entre as torres, o que pode levar à redução do comprimento total das vias a serem construídas e, consequentemente, do custo do empreendimento. Essa redução só pode ser feita, porém, com base em estudos realizados pelo fabricante, pois a distância entre as torres está diretamente ligada à eficiência dos aerogeradores, na avaliação do executivo. Ele acrescenta ainda que a alocação dos aerogeradores é feita por meio de um estudo no qual se estabelece a melhor localização, considerando a situação atual dos ventos.

Sobreira, da Mercurius, complementa lembrando que a distância entre as torres costuma ser de duas vezes e meia a três vezes a largura das pás eólicas nos parques onde as torres são enfileiradas horizontalmente (uma do lado da outra). “No caso de torres enfileiradas verticalmente (uma atrás da outra) a distância normalmente é de oito a nove vezes a largura das pás eólicas”, diz ele, informando que as pás medem entre 40 e 45 metros.

Fundações e concretagens

Pela explanação dos especialistas fica claro que o layout do canteiro de obras é determinado em função das características dos aerogeradores que serão instalados. O mesmo acontece com as fundações e com a concretagem da base de sustentação das torres. Nessa última etapa, todavia, é preciso seguir os parâmetros dos projetos estruturais: “De posse das sondagens dos terrenos nos locais dos aerogeradores, o projetista estabelece a melhor solução de fundação. No Nordeste, a cravação de estacas sobreposta por um bloco de concreto é o método mais utilizado”, diz Oliveira.

Teixeira concorda, mas destaca a utilização de outros métodos também em estados nordestinos. “Na construção do Parque Eólico de Mangue Seco (SE), por exemplo, realizamos fundação de solo cimento”, diz. Segundo ele, trata-se da substituição do solo mole encontrado no local por areia grossa lavada com cimento. “Aplicamos uma taxa de 3 kg de cimento por metro quadrado”, completa, salientando que a opção por esse tipo de fundação se deve não somente ao solo mole do local como também à configuração das torres eólicas escolhidas. Com 100 metros de altura, elas necessitaram de uma fundação robusta, na qual foram aplicados 460 m³ de concreto em cada base.

Aliás, a quantidade de concreto usada no bloco base de fundações pode variar. Segundo Teixeira, em obras nas quais é possível realizar estaca-raiz, por exemplo, o volume de material é reduzido. “A concretagem sempre deve ser realizada de uma só vez, com fornecimento contínuo de concreto, para evitar fissuras de retração”, diz ele.

Oliveira, da Dois A, ressalta o cuidado necessário na instalação dos anchorbolts, que nada mais são do que peças de ligação entre a fundação e a torre eólica. “Essa ligação deve ter uma precisão milimétrica, o que exige um cuidado especial”. Em áreas onde a temperatura ambiente é alta, o especialista aconselha ainda que o concreto seja dosado, prevendo o uso de gelo ou de um cimento de baixo calor de hidratação inicial, evitando as fissuras e a desidratação.

Obras de cabeamento elétrico

As concretagens representam a fase final das obras de construção civil de um parque eólico e, segundo os especialistas ouvidos pela reportagem, costumam durar entre 6 e 8 meses. Após ela, o que se segue é a etapa de montagem dos aerogeradores e, posteriormente, a ativação da infraestrutura elétrica. Essa última prática engloba desde a instalação da saída dos cabos dos aerogeradores até a chegada deles à rede básica do sistema elétrico brasileiro. “Normalmente, a infraestrutura elétrica deve ser implementada em dois níveis diferentes. O primeiro envolve a instalação da rede elétrica dentro do próprio parque eólico, onde as fiações podem ser aéreas ou subterrâneas, acompanhando a instalação da rede de fibra óptica” diz Sobreira.  De acordo com ele, o passo complementar significa a interligação do parque eólico ao sistema brasileiro de energia, momento de grandes desafios para os construtores, pois envolve a travessia de regiões desertas e os procedimentos de desapropriação.

Todas essas fases - obras de construção civil, montagem dos aerogeradores e interligação final do parque eólico à rede elétrica brasileira - consomem os já citados dois anos médios de construção. Antes disso, o empreendimento não gera nenhum tipo de energia. Foi exatamente baseado nessa métrica que o governo federal passou a leiloar a construção de parques eólicos com capacidade de geração mínima de 2gigawatts por ano. A iniciativa, determinada em 2010, é o marco regulatório que embasa a estimativa de que o País alcançará a meta de ter mais de 20% da sua energia elétrica produzida por parques eólicos em 2020. E, quando isso acontecer, a matriz energética brasileira ficará mais segura e sustentável.