Avaliação de potencial hidroelétrico com aplicação de sistema de informações geográficas

Abstract

Esse trabalho apresenta ferramentas e técnicas de elevado desempenho para avaliação de potenciais hidroelétricos em bacias hidrográficas. O tema sobre avaliação de potencial hidroelétrico tem sido estudado há décadas, porém, a ampliação da oferta de dados espaciais, aumento da acurácia e o uso de geotecnologias para tratamento de dados e informações possibilitam novas abordagens de estudos. Foram estudadas formas de avaliação integrada da fisiografia da bacia hidrográfica, meio ambiente e recursos hídricos, e, meio antrópico. A proposição consiste na aplicação de geotecnologias para aperfeiçoar consultas e análises tanto do potencial estimado (remanescente e individualizado) como do inventariado, baseando na estruturação da informação espacial para aplicação de ferramentas automatizadas em processos. O levantamento das pesquisas mundiais mais atuais para avaliação de potenciais hidroelétricos indica uma visão de estudo espacial da bacia hidrográfica mais sistêmica do que análises de potencial ao longo de trechos de cursos d‘água, aplicadas atualmente ao levantamento do potencial estimado brasileiro. Diferentemente da grande maioria dos países desenvolvidos ou em desenvolvimento, 75% da energia elétrica brasileira tem fonte de geração hidroenergética. Estima-se que apenas 32% do potencial hidroelétrico brasileiro se encontra explorado, restando cerca de 88,2 GW de potencial a explorar. Porém, grande parte desse potencial encontra-se em áreas protegidas, conhecidas como unidades de conservação. Em áreas mais urbanizadas, a construção de um reservatório pode exercer fortes influências sobre bens e serviços da sociedade. As metodologias para essas estimativas podem apresentar limitações por insuficiências de informações ou ferramentas e técnicas aplicadas. O maior conhecimento dos limites aceitáveis entre os sítios com potenciais de hidroenergia, os impactos socioeconômicos e a proteção da biodiversidade podem ser aprofundados com o desenvolvimento de ferramentas e técnicas para consultas mais transparentes e análises mais detalhadas desde as fases iniciais dos estudos. A metodologia desenvolvida consiste na análise do modelo digital de elevação para identificação de quedas d‘água, na regionalização de dados hidrológicos e na análise integrada com informações do meio ambiente, infraestrutura existente e fatores econômicos. Foram aplicados métodos de abstração, conversão e estruturação de dados baseados em estatística espacial, álgebra de mapas, análises multivariadas de dados e sistema de apoio à decisão por análise multicritério. As ferramentas e técnicas utilizadas na área de estudo, podem ser aplicadas a outras regiões do território brasileiro. A base de dados geográficos da fisiografia, da hidrologia, do meio ambiente e da infraestrutura, utilizada nesse trabalho, tem propriedades discretas e contínuas e pode ser aplicada a estudos com abrangência regional ou nacional. O resultado final são propostas de estruturação da informação associadas aos processos em sistemas de informação geográfica para aperfeiçoamento das avaliações integradas de potenciais hidroelétricos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

This research seeks to introduce high-performance tools and techniques to the evaluation of hydroelectric potential in watersheds. The evaluation of hydroelectric potential has been studied for decades, however, the expansion of the spatial data, accuracy increasing and the use of Geotechnologies for data and information processing enable new approaches. An evaluation approach purposed the integration of the watershed physiographic feature, the environment and water resources, and anthropic issues. The proposal consists in the application of geotechnology to optimize queries and analyses of both the estimated potential (remnant and individualized) and inventoried, based on structuring of spatial information for implementation of automated tools in processes. The survey of the world's most updated research for evaluation of potential hydroelectric indicates a vision of the watershed space study more systemic than potential analyses along stretches of watercourses, currently applied to lift the estimated potential. Unlike the vast majority of developed or developing countries, 75% of the electric energy generation in Brazil is hydropower sourced. It is estimated that only 32% of the Brazilian hydroelectric potential is exploited, leaving approximately 88.2 GW of potential to explore. However, much of this potential is located in protected areas, known as conservation units. In more urbanized areas, the construction of a reservoir can exert strong influences on infrastructure and services of society. The methodologies for these estimates may introduce limitations for inadequacies of information or tools and applied techniques. The greater knowledge of acceptable limits between the sites with hydropower potential, socioeconomic impacts and protection of biodiversity can be fleshed out with the development of tools and techniques to get more transparent and more detailed analyses since the initial phases of the studies. The developed methodology consists in the analysis of digital elevation model for identification of waterfalls, on regionalization of hydrological data and integrated analysis of environment, existing infrastructure and economic factors. Abstraction conversion and structuring data methods were applied, based on spatial statistics, algebra of maps, multivariate data analysis and decision support system for multi-criteria analysis. The tools and techniques used in the study area can be applied to other regions of the Brazilian territory. The models of spatial database of physiographic features, hydrology, environment and infrastructure, used in this work, show discrete and continuous properties and can be applied to regional or national studies. The final results are proposals for structuring information associated to processes in geographic information systems to improve integrated assessments of hydroelectric potential.