Em uma usina hidrelétrica, a qualidade da água afluente não é um indicador ambiental abstrato, mas uma variável que atua diretamente sobre a integridade mecânica de turbinas, distribuidores, válvulas e condutos forçados. Em eventos de cheias, descargas de fundo ou chuvas intensas a montante, a carga de sólidos suspensos totais (SST) — principalmente silte e areia fina — aumenta de forma abrupta. Essas partículas permanecem em suspensão ao longo de grandes trechos do percurso hidráulico e atravessam as unidades geradoras em altas velocidades, funcionando como um agente abrasivo contínuo. O resultado não é imediato, mas cumulativo: cada hora de operação sob turbidez elevada contribui para erosão progressiva das superfícies metálicas.
Ambiente operacional severo e limitações da medição pontual
O cenário hidrelétrico impõe desafios específicos ao monitoramento: grandes vazões, pressões elevadas, presença de bolhas, variações rápidas de concentração de sólidos e dificuldade de acesso para manutenção frequente. Nesse contexto, amostragens manuais ou medições pontuais falham em fornecer informação em tempo hábil para decisões operacionais. Quando o operador percebe o aumento do desgaste, o dano já ocorreu. Por isso, o monitoramento online de SST, representado operacionalmente pela turbidez, torna-se um parâmetro crítico para antecipar condições de risco, ajustar regimes de operação e reduzir danos cumulativos, especialmente em usinas de médio e grande porte localizadas em bacias com alta carga sedimentar.
Risco mecânico progressivo associado ao aumento da turbidez
À medida que a turbidez da água aumenta, cresce proporcionalmente a concentração de partículas minerais duras que impactam pás, coroas e distribuidores. Esse processo de erosão abrasiva reduz o rendimento hidráulico, aumenta vibração e encurta os intervalos entre paradas para manutenção corretiva. Em situações extremas, ocorre perda do perfil hidráulico das pás, comprometendo a eficiência energética e elevando significativamente os custos operacionais. Sem um sensor online confiável, a usina passa a operar “às cegas” durante picos de sedimentos, perdendo a oportunidade de modular carga, adiar partidas ou aplicar estratégias de mitigação que preservariam os ativos eletromecânicos.
Faixas críticas de turbidez e decisões operacionais associadas
Na prática hidrelétrica, o foco não está na faixa teórica completa de turbidez, mas no intervalo onde pequenas variações de SST geram impactos mecânicos relevantes. Em operação normal, muitas usinas trabalham abaixo de 20 a 30 NTU, associadas a baixos teores de sólidos finos. A partir de cerca de 50 NTU, especialmente quando sustentado por várias horas, já se observa aumento mensurável da taxa de abrasão. Entre 80 e 150 NTU, faixa comum durante cheias, o risco operacional torna-se elevado e coincide com o limite ambiental de 100 NTU definido pela Resolução CONAMA nº 357 para águas doces Classe 2. Acima desse patamar, a operação contínua das turbinas passa a ser uma decisão de risco técnico, exigindo avaliação imediata. Em eventos extremos, valores superiores a 200–300 NTU indicam concentrações nas quais o custo do desgaste pode superar o benefício energético da geração.
Enquadramento regulatório como referência de anormalidade
Embora a Resolução CONAMA nº 357 não tenha sido concebida para proteção de turbinas, seu limite de 100 NTU para águas doces Classe 2 funciona como uma referência objetiva para identificar eventos anormais de carregamento sólido. O monitoramento contínuo da turbidez permite à usina documentar essas condições, avaliar a necessidade de operação diferenciada e demonstrar controle e rastreabilidade em períodos críticos. Assim, o parâmetro ambiental passa a apoiar decisões de proteção de ativos, conectando conformidade regulatória e gestão mecânica do processo hidráulico.
Medição contínua integrada ao processo hidráulico
Inserido diretamente nos pontos críticos do sistema — tomadas d’água, canais de adução ou poços de carga — o sensor digital de turbidez NTU da Aqualabo atua como um elemento permanente do controle operacional. Baseado no princípio nefelométrico com dispersão de luz infravermelha a 90°, o sensor apresenta alta sensibilidade às variações de sólidos finos em suspensão, diretamente correlacionadas ao risco abrasivo. A tecnologia infravermelha por fibra óptica minimiza interferências de cor da água, comuns em períodos de cheia, garantindo estabilidade de leitura exatamente na faixa crítica para proteção das turbinas.
Robustez construtiva e confiabilidade em campo
A construção submersível IP68 permite operação contínua em ambientes com pressão elevada e alta carga de sedimentos. Em condições onde a deposição de partículas na janela óptica comprometeria medições convencionais, a opção de limpeza automática HYDROCLEAN torna-se essencial para manter a confiabilidade do sinal. O sensor fornece leitura direta em NTU, com possibilidade de conversão operacional para mg/L de MES, permitindo que o mesmo dado alimente tanto a lógica ambiental quanto a lógica de manutenção mecânica da usina.
Integração digital e suporte à tomada de decisão
A comunicação Modbus RTU RS-485 ou SDI-12 viabiliza a integração direta do sensor aos CLPs e sistemas supervisórios da usina. Dessa forma, a turbidez deixa de ser apenas um indicador isolado e passa a compor alarmes, tendências históricas e correlações com vazão e carga das unidades geradoras. Essa integração permite decisões em tempo real, como limitar carga, alternar unidades ou suspender temporariamente a geração durante picos severos de sedimentos, reduzindo o desgaste sem comprometer desnecessariamente a disponibilidade.
Impactos na manutenção e na eficiência energética
Com séries históricas confiáveis de turbidez, torna-se possível correlacionar eventos de SST elevado com inspeções de campo e taxas reais de desgaste, refinando estratégias de manutenção preditiva. Em usinas em cascata ou com múltiplos reservatórios, a informação também apoia decisões coordenadas de despacho hidráulico, reduzindo impactos cumulativos a jusante. Do ponto de vista econômico, o operador passa a ponderar de forma objetiva o custo do desgaste abrasivo versus o ganho energético, elevando a eficiência global da operação.
Turbidez como variável estratégica de proteção de ativos
Em hidrelétricas expostas a variações significativas de carga sedimentar, a turbidez deixa de ser um parâmetro secundário e assume papel central na proteção de turbinas. O monitoramento contínuo de SST transforma o transporte natural de sedimentos — inevitável em bacias ativas — em uma variável controlável do ponto de vista operacional. Ao focar no intervalo crítico onde o desgaste se intensifica, a usina ganha capacidade de resposta rápida, reduz custos de manutenção corretiva e prolonga a vida útil dos componentes hidráulicos. Assim, a medição online de turbidez não apenas quantifica sólidos em suspensão, mas sustenta a eficiência energética, a confiabilidade operacional e a sustentabilidade econômica da geração hidrelétrica.
NTU – Sensor digital de turbidez
Sensor NTU
Descrição
A sonda óptica de turbidez NTU é baseada no princípio nefelométrico, com medição por dispersão de luz infravermelha a 90°. A ampla faixa de 0 a 4000 NTU garante excelente desempenho em aplicações de monitoramento de qualidade da água.
Vantagens
Tecnologia infravermelha de fibra óptica
Faixas de medição: 0 a 4000 NTU (em 4 faixas + faixa automática)
Possibilidade de medição em mg/L (MES: 0–4500 mg/L)
Construção robusta e submersível (IP68)
Opção de limpeza automática com acessório HYDROCLEAN
Protocolo de comunicação aberto (MODBUS RTU RS-485 ou SDI-12)
Sensor com consumo de energia muito baixo
Arquivos
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FAQ – NTU
Como calibrar um sensor de turbidez?
A calibração é feita com padrões certificados de formazina, em concentrações conhecidas. Após a calibração inicial, recomenda-se verificar a precisão medindo novamente os padrões e ajustar se necessário. Calibrações e registros periódicos garantem medições confiáveis.
Como fazer a manutenção de uma sonda de turbidez?
É importante limpar regularmente a janela óptica para remover depósitos e incrustações. Sistemas de limpeza automática (como HYDROCLEAN ou a versão com autolimpeza de alguns modelos) ajudam a reduzir a frequência de manutenção. Também é recomendado calibrar periodicamente com padrões de turbidez e proteger o sensor de impactos mecânicos.
Esse tipo de sonda é adequada para uso portátil?
Sim. O design compacto e leve permite o uso tanto em sistemas fixos quanto em medições de campo, oferecendo flexibilidade em diferentes cenários de monitoramento.
Como a tecnologia lida com bolhas e depósitos que podem afetar a medição?
O projeto óptico e os sistemas de autolimpeza ajudam a minimizar a influência de bolhas de ar e incrustações, mantendo a estabilidade da leitura mesmo em condições desafiadoras.
Qual a vantagem da comunicação digital?
A comunicação Modbus RS-485 ou SDI-12 possibilita integração fácil com controladores, dataloggers e sistemas supervisórios, com transmissão de dados em tempo real e maior imunidade a ruídos.
