O desastre na barragem de Sayano Shushenskaya
O desastre na barragem de Sayano Shushenskaya
O desastre na barragem de Sayano Shushenskaya ocorreu em 17 de agosto de 2009, causando a morte de 75 pessoas.
Manutenção e projeto deficiente e falta de formação de emergência, causaram um acidente catastrófico numa das maiores centrais hidrelétricas do mundo.
A 16 de agosto de 2009 foram feitas exigências de carga invulgares à central ,. Algumas horas mais tarde, um dos geradores da central explodiu e em segundos milhares de litros de água inundaram a sala dos grupos geradores.
Cerca de 75 pessoas foram afogadas ou perdidas, a rede siberiana caiu 10% da sua capacidade, foi também derramado petróleo no rio Yensei, sendo destruídos geradores e transformadores e as estruturas de betão severamente danificadas.
O problema começou na vizinha central hidroelétrica de Bratskaya ( de 1,400MW) durante a noite anterior ao acidente. Um incêndio fez com que a sua função de regulação da rede fosse transferida para Sayano Shushenkaya. Os turbo-geradores que receberam a carga, particularmente a unidade 2, era velha e mal conservada.
A opinião geralmente aceite, é a de que o golpe de ariete na conduta forçada causou a falha desta unidade e literalmente explodiu, atirar o gerador e a turbina muitos metros para o ar, permitindo assim que a água do reservatório inunde a sala dos grupos geradores.
Quando totalmente colocada em funcionamento, a central hidroeléctrica Sayano Shushenkaya compreendia dez unidades de 640MW, produzindo 24.000GWh por ano, com um fator de capacidade de 42 por cento. As unidades eram alimentadas de um reservatório com cerca de 220m de profundidade em média, criado por uma barragem de 245m de altura e 1km de comprimento no rio Yenesi. Foi uma das quatro centrais hidrelétricas com uma capacidade conjunta de 20.700MW, que forneciam, em conjunto, mais de dois terços da procura elétrica da Sibéria Oriental. Foi a sexta maior central hidro-elétrica do mundo e a maior da Rússia.
Descrição de um sobrevivente
…Eu estava lá em cima quando ouvi um barulho crescente, depois vi a tampa da turbina corrugada subir e ficar de pé. Depois vi o rotor a subir por baixo dele; estava a girar. Não pude acreditar nos meus olhos. Levantou-se cerca de três metros. Pedras e pedaços de metal voaram; começámos a esquivar-nos deles. Nessa altura, a cobertura ondulada estava quase ao nível do telhado, e o próprio telhado tinha sido destruído. Fiz um cálculo mental: a água está a subir, 380 metros cúbicos por segundo, por isso, peguei nos meus calcanhares e corri para a turbina 10. Pensei que não ia conseguir. Subi mais alto, parei, olhei para baixo, e vi tudo a ser destruído, água a entrar, pessoas a tentar nadar…. Pensei: alguém deve fechar os portões com urgência para parar a água, manualmente. Manualmente, porque não havia energia, e nenhum dos sistemas de proteção tinha funcionado…
Estado da sala de geradores antes e depois do acidente
A sala dos geradores antes e depois do acidente. A turbina que falhou, é visível em primeiro plano.
O desastre na barragem de Sayano Shushenskaya – O Acidente
O acidente ocorreu às 8:13 . Houve um estrondo ; a cobertura da turbina foi ejetada e o rotor de 920 toneladas disparou depois para fora do seu assento. Como resultado, a sala de máquinas e salas abaixo do seu nível foram inundadas. Ao mesmo tempo, foi recebido um alarme no painel de controlo principal da central, e a produção de energia caiu para zero, resultando num apagão local.
As comportas de aço para as condutas forçadas de entrada de água das turbinas, pesando 150 toneladas, foram fechadas manualmente abrindo as válvulas com macacos hidráulicos. A operação demorou 25 minutos.
O desastre na barragem de Sayano Shushenskaya –Resultados da Investigação do acidente
A 4 de Outubro de 2009, foi publicado o relatório oficial sobre o acidente.
No relatório foram apresentados os nomes das vitimas e dos responsáveis pelo acidente, bem como outros dados, incluindo uma revisão histórica e técnica sobre a central e planos para o seu futuro.
Problemas de manutenção
O relatório afirma que o acidente foi causado principalmente pelas vibrações da turbina que provocaram os danos por fadiga das fixações da turbina 2, incluindo a tampa da turbina. Verificou-se também que no momento do acidente faltavam pelo menos seis porcas nos parafusos que fixavam a tampa da turbina. Após o acidente, foram investigados 49 parafusos recuperados, dos quais 41 tinham fissuras por fadiga. Em 8 parafusos, a área danificada por fadiga excedeu 90% da área total da secção transversal.
Embora tivesse sido instalado um novo sistema de proteção de vibrações na unidade 2, este não estava a funcionar. As leituras semanais de vibração de Abril a 11 de Agosto mostraram que na semana anterior ao acidente, os deslocamentos verticais tinham atingido 1.500µm, mais de 700 por cento acima do máximo admissível de 200µm. No ponto de falha, era 525 por cento mais elevado. Três meses antes, o nível era de 250µm. Se a proteção estivesse a funcionar, a máquina teria parado automaticamente nesta altura ou pouco tempo depois.
Problemas de operação
Segundo este relatório, a 17 de agosto de 2009 à 01:20, houve um incêndio na central hidroelétrica de Bratsk que quebrou tanto as comunicações como os sistemas de condução automática de outras centrais elétricas na região, incluindo Sayano-Shushenskaya. A situação foi recuperada a 17 de agosto de 2009 às 15:03. Às 08:12, a potência de saída da turbina 2 foi reduzida pelo regulador da turbina e esta entrou na banda energética II não recomendada.
A falha catastrófica
Pouco depois disto, os parafusos que mantinham a tampa da turbina no lugar partiram-se, e sob pressão de água de cerca de 20 bar, a turbina com a sua tampa, rotor, e partes superiores começou a mover-se para cima, destruindo as instalações da sala de máquinas. Ao mesmo tempo, a água pressurizada inundou as salas e danificou as instalações.
O sistema de fecho automático das comportas de entrada de água das tubagens não funcionou.
A perda de vidas poderia ter sido menor se tivesse sido estabelecido um protocolo de emergência, mas nunca tinha havido quaisquer exercícios de evacuação, e o apoio de emergência gerador foi ativado. A falta de energia de reserva também contribuiu para o problema; a central estava na escuridão total.
O desastre na barragem de Sayano Shushenskaya –Antecedentes
As turbinas do tipo utilizado têm uma gama de trabalho muito estreita em regimes de alta eficiência. Se esta banda for ultrapassada, as turbinas começam a vibrar, causadas pela pulsação do fluxo de água e golpes de ariete. Estas vibrações e choques provocam a degradação das turbinas ao longo do tempo.
A Turbina 2 tinha tido problemas durante muito tempo antes do acidente de 2009. Ao longo do tempo, surgiram numerosos problemas com vedações, vibrações do veio da turbina e chumaceiras. Foram encontradas no rotor da turbina e reparadas, cavidades com até 12 milímetros de profundidade e fissuras até 130 milímetros de comprimento. Muitos outros defeitos foram encontrados nas chumaceiras do grupo e subsequentemente reparados.
Durante as reparações, as pás da turbina foram soldadas, porque após um longo período de operação, as fissuras e cavidades tinham mais uma vez aparecido. O rotor da turbina não foi devidamente reequilibrado após estas reparações, após o qu as vibrações tinham aumentado, cerca de 150 microns para a chumaceira principal, durante a carga completa da turbina. Embora isto não excedesse as especificações, o aumento das vibrações era inaceitável para uma utilização a longo prazo. Os elevados níveis de vibração em comparação com outras turbinas eram visíveis também para a turbina 2, antes da reparação. As vibrações excederam a especificação permitida no início de julho e continuaram a aumentar.
Características de funcionamento
A rede eléctrica alimentava quatro grandes fundições de alumínio, cujas cargas flutuam muito. Normalmente, Bratskaya fornecia a regulação da rede e Sayano Shushenkaya a carga de base.
O objectivo a longo prazo dos proprietários da fábrica, RusHydro, era fornecer electricidade a mais do que as fundições e interligar com as redes próximas, o que tornava importante a regulação a rede. Mas embora Bratskaya tenha sido capaz de realizar isto, Sayano não o foi. As flutuações de carga eram graves e rápidas, uma característica das fundições de alumínio. Falhas incipientes, tanto eléctricas como mecânicas – e houve muitas em Sayano – em breve tornar-se activo. Se as máquinas tivessem continuado a fornecer a carga de base, o acidente não teria acontecido nessa altura em particular, mas estava destinado a acontecer mais cedo ou mais tarde.
Nenhuma das máquinas de Sayano Shushenkaya era adequada para um serviço de regulação prolongado mas, das dez máquinas, a unidade 2 foi selecionada como a melhor disponível e foi
decidido utilizá-la para o controlo de frequência. Uma unidade estava em standby, outra estava em manutenção, e a restante continuava a fornecer carga de base. A unidade 2 estava perto do final de a sua vida útil recomendada de 30 anos – em Agosto de 2009 já estava a funcionar há 29 anos e nove meses.
No entanto, tinha sido mantida recentemente e pensava-se que era a unidade mais fiável, embora se revele que esta manutenção era grosseiramente inadequada.
As exigências operacionais eram pesadas. Nos 13 minutos anteriores ao acidente, a unidade tinha oscilado de 170MW para 600MW seis vezes, contra uma potência nominal de 640MW. Cada vez que a carga mudou, a máquina teve de passar pela chamada ‘zona instável’ quando as vibrações eram mais elevadas do que o normal. Além disso, a altura do reservatório era de 212m, em oposição ao nível de conceção de 197m. Isto proporcionou as condições ótimas para falhas mecânicas. A turbina rodava frequentemente numa zona instável, com a tensão acrescida de desacelerar e acelerar sob uma altura 15m acima do nível de projeto.
Os dias anteriores ao acidente
Na noite de 16-17 de agosto, o nível de vibração aumentou substancialmente, e houve várias tentativas para parar a turbina. Durante 16 de Agosto até às 20:30, a carga da turbina 2 foi de 600 MW, tendo depois sido reduzida para 100-200 MW. A 17 de Agosto de 2009 às 03:00, a carga foi novamente aumentada para 600 MW; às 03:30, a carga foi reduzida para 200 MW; e às 03:45, foi novamente aumentada para 600 MW. Durante este período, o nível de vibração foi muito elevado. Durante as tentativas para a desligar, o rotor dentro da turbina era empurrado para cima, o que por sua vez criava pressão empurrando para cima a tampa da turbina, que era mantida no lugar por 80 parafusos, cada um com 8 cm de diâmetro.
A Turbina 2 foi iniciada a 16 de agosto de 2009 às 23:14, hora local. Às 23:44 estava a funcionar com uma carga completa de 600 MW. Durante a noite, a sua carga variou entre 10 e 610 MW. No momento do acidente, que foi às 08:13, a sua carga era de 475 MW e o consumo de água era de 256 m3/s. A vibração da chumaceira foi de 840 microns, o que excedeu em muito os valores das outras turbinas, em mais de quatro vezes.
A turbina funcionava frequentemente num regime que é acompanhada de pulsação de pressão e golpes de ariete.
