Localizada na cabeceira do rio Canoas, entre os municípios de Vargem e São José do Cerrito, em Santa Catarina, a Usina Hidrelétrica (UHE) São Roque iniciou sua operação comercial em julho de 2022. Tem capacidade instalada de 141,9 MW. A ideia dos controladores, a holding Nova Participações, é o desenvolvimento de um projeto de geração híbrida solar-hidrelétrica no local, com a instalação de painéis fotovoltaicos na superfície da água do reservatório. A usina foi concedida em leilão realizado em 2011 e pertence à São Roque Energética S.A., por um período de 35 anos.
O projeto foi implementado por meio do regime EPC, pela empresa de engenharia e construção Nova Engevix. As obras começaram em novembro de 2013 e foram interrompidas em 2016, devido a problemas de financiamento. Em janeiro de 2021 foram retomadas e as três unidades geradoras entraram em operação comercial em julho, agosto e setembro de 2022. O reservatório da UHE tem capacidade para armazenar 459 hm³ de água, com uma depleção de 14 m. Com isso, permite a regulação do fluxo de água do Rio Canoas, minimizando os riscos relacionados às flutuações hidrológicas, resultando em maior eficiência em comparação com outras usinas a jusante.
O projeto possui uma barragem de concreto compactado com rolo (RCC) com os contrafortes em barragem de enrocamento com um núcleo de argila. A barragem tem comprimento de 861 m e altura máxima de 67,75 m. O vertedouro é do tipo superfície livre, incorporado à barragem, tem comprimento de 390 m e dissipação de energia por degraus em seu corpo. A vazão de projeto do vertedouro é de 13.174 m³/s, correspondendo ao escoamento decamilenar.
É um dos maiores vertedouros do tipo superfície livre no Brasil, em termos de capacidade de vazão. Na usina há três conjuntos turbogeradores de 47,3 MW cada (medidos na saída do terminal do gerador), e as turbinas são do tipo Francis, com altura nominal de 48,6 m. O reservatório opera em nível normal a uma altitude de 760 m e em nível operacional mínimo a uma altitude de 746 m, proporcionando grande flexibilidade operacional. A planta possui uma subestação e uma linha de transmissão de uso exclusivo, sendo esta última de 230 kV e com extensão de 27,6 km, conectando a usina ao Sistema Elétrico Interligado Nacional na Subestação Abdon Batista.
A Casa de Força é do tipo semiabrigado, com uma ponte rolante com capacidade de 152,96 toneladas. A Entrada de Água é do tipo gravidade aliviada, com três aberturas que direcionam a água para três condutos independentes, cada um com 62 m de comprimento e 4,65 m de diâmetro. Durante a implementação, para apoiar os trabalhos de construção, o projeto de engenharia aplicou um modelo de fluxo de chuva para previsão meteorológica de vazões.
O modelo foi elaborado com base na técnica de redes neurais artificiais (RNA) e apresentou excelentes resultados, segundo a empresa. A previsão de fluxo permitiu que o trabalho fosse realizado com uma semana de antecedência aos eventos de inundação, adicionando maior segurança ao planejamento e construção. O modelo possibilitou prever com precisão um evento de transbordamento que ocorreu durante a segunda etapa da derivação, em setembro de 2015. A engenharia previu a necessidade de 550.000 m³ de rocha na pedreira, que inicialmente estava localizada a montante da barragem.
Durante a construção, foi estudada a otimização do uso do próprio canal de saída como pedreira, economizando cerca de 450 mil m³ de escavação no solo e também reduzindo a distância de transporte. A escavação excessiva do canal de saída foi simulada em um modelo hidrocomputacional em 2D para avaliar as condições gerais de fluxo, bem como as perdas de carga. Posteriormente, a equipe de construção utilizou uma segunda pedreira, próxima ao local da construção, e uma britadeira de rochas. O conjunto de britagem de rocha instalado no canteiro de obras tinha uma capacidade instantânea de 350 t/h, produzindo até mesmo areia artificial fina. Para o concreto, a capacidade de produção das plantas de RCC era de 600 t/h e para o concreto convencional, 140 m³/h. Com base no que foi realizado, as produções mensais ultrapassaram 9.500m³ de concreto convencional e 58.900m³ de RCC. A mistura de concreto da RCC atingiu 75 kg/m³ com cimento Portland CP IV-32 RS. O dispositivo de fluxo ecológico foi objeto de otimização, com o dispositivo permanente original sendo eliminado. Assim, o dispositivo temporário, que originalmente estava planejado para atuar apenas durante o enchimento, passou por alterações para permitir seu uso em uma faixa mais ampla de níveis do reservatório, garantindo a qualidade da água a jusante durante toda a operação (vida útil) da usina.
Várias outras otimizações foram feitas ao longo do projeto, em um processo contínuo de aprimoramento, que envolveu a redução de concreto nos poços de drenagem da casa de força, otimização do design dos pisos de concreto na área de montagem, incorporação de deck de aço nas galerias da casa de força, economizando em andaimes e reduzindo custos indiretos e aumentando a produtividade da obra, além da otimização da mistura do leito entre as camadas da barragem de concreto compactado a rolo (RCC).
Segundo a Nova Participações, a boa interface entre as equipes de projeto, construção e suplementação adicionou otimizações na busca de conhecimento e soluções de engenharia aprimoradas. Entre elas, na Usina de Energia está o uso de estruturas metálicas (plataformas de aço e pilares de aço) em galerias e estruturas reticuladas, assim como nas estruturas de contorno.
A estratégia dos proprietários para a UHE São Roque envolve transformar a planta em um exemplo das políticas ESG da holding. Várias ações estão sendo desenvolvidas, destacando o desenvolvimento de um projeto de geração híbrida solar-hidrelétrica no local, com a instalação de painéis fotovoltaicos na superfície da água do reservatório. Estudos anteriores mostram que a usina solar flutuante teria pelo menos 50 MW, ocupando áreas ‘mortas’ do reservatório e utilizando o sistema de transmissão já instalado na UHE.
Além da energia solar flutuante, existem estudos para o desenvolvimento de uma usina de energia solar de 5 MW para geração distribuída (planta que não está conectada ao sistema integrado, mas sim ao sistema de distribuição, proporcionando diversos benefícios fiscais e financeiros ao projeto, permitindo a aproximação entre carga e consumo, reduzindo perdas e custos de transmissão) e uma usina de armazenamento de energia por bombeamento de 3 MW, utilizando uma pedreira desativada próxima ao local de construção como um reservatório superior. Dessa forma, a usina se tornará, de acordo com os planos, um hub de energia renovável.
