Tecnologia de impressão 3D viabiliza a geração de energia em barragens sem turbinas nos Estados Unidos
O Oak Ridge National Laboratory, a Cadens Hydro e o Departamento de Energia dos EUA desenvolveram a tecnologia de impressão 3D BAAM para criar turbinas em barragens sem geração de energia. O sistema visa reduzir custos e prazos de fabricação, focando inicialmente em peças auxiliares e projetos piloto. A iniciativa busca aproveitar um potencial energético estimado entre 12 GW e 29 GW em reservatórios americanos
Uma parceria entre o Oak Ridge National Laboratory (ORNL), a empresa Cadens Hydro e o Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE) desenvolveu uma tecnologia de impressão 3D para viabilizar a geração de energia em barragens que hoje não possuem turbinas. O projeto foca na utilização da Big Area Additive Manufacturing (BAAM), um sistema de fabricação aditiva de grande formato operado na Manufacturing Demonstration Facility (MDF), capaz de imprimir peças com vários metros de comprimento e depositar dezenas de quilos de material por hora.
A iniciativa visa solucionar um gargalo histórico do setor: o alto custo e a complexidade de fabricação de turbinas para hidrelétricas de pequeno porte, que tradicionalmente exigem fundição, usinagem e engenharia sob medida. Ao padronizar, modularizar e digitalizar a cadeia de projetos, a fabricação aditiva permite a criação de geometrias complexas que seriam impraticáveis por métodos convencionais, reduzindo custos e o tempo entre o projeto e a operação comercial.
Atualmente, dos 80 mil reservatórios espalhados pelos Estados Unidos, apenas 3% geram eletricidade, sendo que a grande maioria das estruturas de concreto foi erguida para navegação, irrigação ou controle de cheias. O DOE estima que existe um potencial conservador de 12 GW em barragens sem geração, enquanto análises da indústria elevam esse número para 29 GW, considerando também a modernização de usinas e novas centrais de baixo impacto. Para efeito de comparação, esse volume de 29 GW supera a capacidade total da hidrelétrica de Itaipu, que entrega 14 GW.
Apesar do potencial, a tecnologia BAAM ainda se encontra em fase de demonstração. Não existe, no momento, uma frota comercial operando exclusivamente com turbinas estruturais impressas, pois componentes sujeitos a altas tensões e ciclos longos exigem certificações rigorosas. Por isso, a estratégia imediata do ORNL foca em peças auxiliares, projetos piloto e modernização de pequenas usinas, com a migração para componentes de maior responsabilidade prevista para o médio prazo, após anos de validação.
O cenário americano reflete desafios semelhantes aos do mercado brasileiro de Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs) e Centrais Geradoras Hidrelétricas (CGHs). Embora o Brasil possua uma capacidade instalada de cerca de 190 GW — com a hidreletricidade representando entre 55% e 60% da matriz elétrica —, a indústria nacional também enfrenta custos elevados e prazos extensos na entrega de turbinas sob medida, o que afasta investidores.
A aplicação da impressão 3D em larga escala no Brasil poderia facilitar a prototipagem de soluções para baixas quedas e turbinas do tipo Bulbo ou Kaplan, além de acelerar cronogramas de obras. Em usinas de grande porte, como Itaipu e Belo Monte (11 GW), a tecnologia teria aplicação indireta na produção de modelos hidráulicos, moldes e peças de reposição. O sucesso da expansão dessa capacidade energética, tanto nos EUA quanto no Brasil, depende da combinação da fabricação aditiva com financiamento federal e a consolidação de uma cadeia industrial robusta.
