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Conheça a história da usina de Taum Sauk, um dos sistemas de armazenamento de energia mais avançados dos EUA, que colapsou em 2005 após uma série de falhas técnicas e humanas.
A Usina Hidrelétrica de Taum Sauk, localizada no Missouri (EUA), é uma instalação de armazenamento por bombeamento — um tipo especial de hidrelétrica que funciona como uma bateria gigante.
Ao contrário das usinas convencionais, ela não depende de um rio com fluxo constante para gerar eletricidade.
Em vez disso, a energia é armazenada na forma de água em um reservatório elevado, sendo liberada quando necessário para atender à demanda.
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Como funciona a Usina de Taum Sauk
Diferente das hidrelétricas tradicionais, seu funcionamento é baseado em armazenar energia quando a demanda é baixa e liberá-la nos períodos de maior consumo.
Trata-se de um sistema eficiente e sofisticado, que utiliza princípios da física clássica, como a gravidade e a energia potencial.
A engenharia por trás do sistema
O funcionamento da usina gira em torno de dois reservatórios: um no topo da montanha e outro na base.
Durante os horários de menor consumo — geralmente à noite —, a água é bombeada do reservatório inferior para o superior. Isso consome energia, mas serve para armazená-la na forma de energia potencial gravitacional.
A energia potencial é calculada pela fórmula Ep = m · g · h, sendo “m” a massa da água, “g” a gravidade e “h” a altura entre os reservatórios. Ou seja, quanto maior a elevação e o volume de água, maior será a energia armazenada.
Nos horários de pico, o sistema se inverte: a água do topo é liberada e desce por condutos até turbinas, transformando energia potencial em cinética e, depois, elétrica. As turbinas são reversíveis, funcionando tanto para bombear quanto para gerar eletricidade.
Resposta rápida à demanda
Esse tipo de sistema permite à usina operar rapidamente, respondendo de forma quase imediata às variações da demanda.
Isso é fundamental para equilibrar o fornecimento de energia, principalmente quando há oscilação em fontes renováveis, como solar e eólica.
A usina atinge uma eficiência de retorno de 70% a 80%. Ou seja, para cada 100 unidades de energia consumidas no bombeamento, até 80 podem ser reaproveitadas como eletricidade.
A infraestrutura inclui túneis, válvulas, turbinas, geradores e sistemas automatizados que monitoram o nível da água, pressões e outras variáveis em tempo real, garantindo segurança e eficiência.
O colapso da estrutura
Em 14 de dezembro de 2005, um desastre abalou a Usina de Taum Sauk. Durante uma operação aparentemente normal, o reservatório superior transbordou, a estrutura cedeu e seis bilhões de litros de água desceram a montanha em direção a um parque estadual. Apesar da gravidade, não houve mortes — mas os danos foram extensos.
De inovação a símbolo de falha
Construída nos anos 1960, ao sul de St. Louis, a usina era uma das maiores do mundo em armazenamento por bombeamento.
Seu funcionamento usava dois reservatórios ligados por turbinas reversíveis. A proposta era simples: bombear água quando a demanda era baixa e gerar energia quando aumentava.
Apesar de consumir mais energia do que produzia, a eficiência de 70% justificava o custo, já que o objetivo era equilibrar a rede.
A altura entre os reservatórios, de cerca de 230 metros, ajudava a gerar energia com menos volume de água.
Reservatório circular no topo
O reservatório superior, conhecido como “ring levee”, tinha formato circular e era feito com pedras — algo incomum nesse tipo de projeto.
Por não serem impermeáveis, foi necessário instalar painéis de concreto por dentro. A estrutura foi construída no alto da montanha Proffitt, após o veto ambiental ao Monte Taum Sauk.
Por décadas, a usina funcionava cerca de 100 dias por ano. Mas nos anos 1990, com a desregulamentação do setor, passou a operar até 300 dias anuais, aumentando os ciclos e acelerando o desgaste da estrutura.
Vazamentos e reformas
Desde o início, o reservatório apresentava vazamentos. Reformas foram feitas, mas não eliminaram o problema.
Em 2004, a empresa Ameren gastou mais de dois milhões de dólares na instalação de uma geomembrana para vedar o reservatório. O desafio, então, passou a ser fixar sensores de nível sem perfurar a nova membrana.
A solução foi usar cabos ancorados para sustentar os sensores. Porém, o sistema era instável.
A movimentação da água desalinhou os sensores, que passaram a registrar níveis mais baixos do que os reais. Com base nesses dados, o sistema de controle teve o limite de enchimento elevado artificialmente.
Aviso ignorado
Em setembro de 2005, durante um evento técnico do IEEE que homenageava a usina, técnicos viram água transbordando. A explicação oficial foi o vento, mas mergulhadores contratados para checar os sensores constataram desalinhamento.
Mesmo com a constatação, a medida adotada foi apenas reduzir temporariamente o nível. O monitoramento visual era inexistente, e não havia equipe técnica no local durante a operação.
O colapso
Na madrugada do dia 14 de dezembro, o cenário se repetiu. A água ultrapassou a parede do reservatório e escorreu pelo talude externo. A bomba foi desligada tarde demais. A base da parede cedeu e toda a estrutura ruiu.
Seis bilhões de litros de água desceram destruindo tudo até alcançar o Parque Estadual Johnson’s Shut-Ins. Por ser inverno, o parque estava quase vazio.
Mesmo assim, a casa do superintendente foi atingida. Ele, sua esposa e três filhos — incluindo um bebê — foram arrastados. Todos sobreviveram com ferimentos.
A água chegou ao reservatório inferior, como previsto. Isso evitou uma tragédia ainda maior a jusante. Mas os estragos já eram severos.
Investigação detalhada
A FERC iniciou uma investigação que revelou falhas em série. O material da barragem não era rocha pura, mas incluía solo, o que causou recalques na estrutura. Algumas seções afundaram dois pés sem correção nos sensores, que estavam soltos e mal posicionados.
Sensores de emergência foram instalados acima da parede afundada. Como exigiam ativação simultânea, nenhum foi acionado. Mesmo após o alerta de setembro, ninguém conferiu fisicamente os sensores. Uma simples câmera teria evitado o desastre.
Erro de projeto: sem vertedouro
A maior falha foi conceitual: o reservatório superior não possuía vertedouro. Como era um sistema fora de canal, os engenheiros consideraram desnecessário um escoamento por gravidade. Apostaram apenas no sistema eletrônico.
Essa confiança exagerada foi um erro crítico. O sociólogo Charles Perrow chama isso de “acidente normal”: quando a complexidade do sistema gera riscos inevitáveis.
Multas e reconstrução
O FERC multou a Ameren em 15 milhões de dólares. O estado do Missouri recebeu mais 177 milhões em acordo, a maior parte usada para recuperar o parque.
O novo reservatório foi construído no mesmo local, mas com concreto compactado com rolo, técnica mais segura. O material antigo foi reciclado como agregado. Desta vez, foi incluído um vertedouro.
Reaberta em 2010, a usina foi novamente homenageada e premiada por sua reconstrução.
Novas regras de segurança
Após o acidente, o FERC criou regras específicas para usinas de bombeamento. Foi exigido um engenheiro-chefe de segurança em barragens — cargo que não existia na época do colapso. Outros estados também reforçaram seus programas de segurança.
A lição foi clara: sistemas automatizados precisam de mecanismos de segurança passivos, como vertedouros. A ausência desse item custou caro.
Com o crescimento das fontes renováveis, o armazenamento de energia virou prioridade. Usinas como Taum Sauk têm vantagens, mas também riscos. Por isso, baterias de larga escala ganham espaço.
Estudos projetam que, até 2030, os EUA terão 400 gigawatts-hora em baterias — mais de 100 vezes a capacidade de Taum Sauk. As baterias também têm riscos, mas diferentes e, muitas vezes, menores.
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