Dados batimétricos otimizam a geração hidrelétrica na Suíça

Garantindo a segurança e proteção da infraestrutura suíça de rios e reservatórios

A aquisição de dados batimétricos e de varredura lateral é essencial para a empresa de energia suíça Axpo manter sua infraestrutura hidrelétrica, especialmente porque os detritos que as geleiras despejam nos rios e lagos da Suíça podem danificar gravemente o maquinário. O monitoramento e a medição de assoreamento e limpeza ajudam a garantir a geração de energia ideal, e o departamento de segurança de barragens da Axpo usa um sonar batimétrico interferométrico para esses fins desde 2019. Em 2022, a equipe recebeu uma nova atualização de IA para o sonar, que já foi colocar em uso para garantir que a água continue fluindo.

Hoje, mais de 60% da eletricidade da Suíça é gerada por energia hidrelétrica, e mais capacidade de produção está planejada para atender ao crescente consumo e anular uma lacuna potencial de energia. A nova capacidade virá de grandes projetos e inovações menores, bem como otimizações e extensões, que exigem dados batimétricos ou de varredura lateral precisos.

Como exemplo de uma inovação menor, e com o entendimento de que cada quilowatt-hora contará no futuro, a Axpo instalou uma pequena turbina de 2,5 MW na linha de transferência de água entre os reservatórios de Curnera e Nalps. Este recurso anteriormente inexplorado entrou em operação no início de 2022 e deverá produzir até 10 milhões de quilowatts-hora de eletricidade por ano, o suficiente para abastecer cerca de 2.200 residências.

Embora a nova capacidade seja claramente necessária, manter a capacidade existente é um grande desafio, especialmente considerando a quantidade de detritos de geleiras que chegam à rede de água, podendo causar danos graves ao maquinário das usinas hidrelétricas, além de impactar os ecossistemas a jusante. Os dados batimétricos e de varredura lateral são essenciais para monitorar o acúmulo desses sedimentos, para que os engenheiros possam decidir sobre o melhor curso de ação.

O departamento de segurança de barragens da Axpo é encarregado de coletar, distribuir, armazenar, analisar, processar e apresentar dados que mostrem com precisão como o material se acumula ao redor das entradas de água para as usinas hidrelétricas da empresa. O departamento monitora e mede o assoreamento com o objetivo de informar a dragagem e outros trabalhos de engenharia (incluindo grandes obras como o aumento da altura das entradas de água) para manter um fluxo ideal de água com o mínimo de material estranho possível.

Embora seja essencial proteger o equipamento de geração de eletricidade para evitar desligamentos e reduzir a fadiga de longo prazo, os dados coletados também ajudam os engenheiros a ajustar os sistemas com base nos volumes de água medidos.

A principal ferramenta do departamento para coletar dados é um sonar batimétrico GeoSwath 4 fornecido pelo fabricante britânico GeoAcoustics, que até agora coletou mais de 200 km de linhas de pesquisa cobrindo aproximadamente 75 km de rios e leitos de lagos na rede Axpo. A equipe de segurança de barragens passou mais de um mês em dias operacionais usando embarcações de oportunidade como plataforma de pesquisa. Em setembro de 2022, no entanto, toda a instalação, incluindo instrumentos, foi instalada em um único quadro de referência em um novo barco (Fig. 1).

O barco e o sonar agora estão sendo usados ​​para monitorar o acúmulo de lodo ao redor de infraestruturas importantes, como entradas de água e a área da hidrovia ao redor e incluindo a área de geração de energia, também no reservatório de Nalps. Localizado a 1.908m acima do nível do mar e com uma barragem em arco de curva dupla de 127m e crista de 480m, o lago tem um volume de água de 44,5 milhões de metros cúbicos. Este último valor foi informado por uma pesquisa para calcular os níveis de assoreamento e o reservatório existente e os volumes de água utilizáveis, que produziram os resultados mostrados na Figura 2.

A Figura 3.1 mostra os resultados de outra pesquisa, onde a equipe usando o sonar batimétrico obteve dados bastante granulares sobre o nível de assoreamento em um açude na cabeceira de uma usina hidrelétrica. Esses dados provaram ser uma ferramenta eficaz para pesquisas pré e pós-dragagem, aqui e em muitas outras características semelhantes nos rios e lagos monitorados pela equipe Axpo. Os dados são usados ​​para fins de engenharia e verificação no final de um projeto de dragagem, conforme mostrado na Figura 3.2.