ESTUDO DE MOTORIZAÇÃO DE MECANISMOS DE TRANSPOSIÇÃO DE PEIXES

Carlos Barreira Martinez*

Edna Maria de Faria* Marcelo Giulian. Marques,

Jair Nascimento Filho*

UFMG/CPH UFRGS/IPH

No caso de pequenos aproveitamentos hidrelétricos, a vazão de desvio para os mecanismos de transposição de peixes pode corresponder a um valor significativo, chegando a valores superiores a 20 % da vazão de turbinamento. Este trabalho apresenta um estudo de motorização dos sistemas de atração de peixes onde é analisada a possibilidade de turbinamento deste fluxo, avaliando-se as perdas energéticas e os tempos de retorno do investimento. Para isso, adotou-se os critérios de análise econômica e energética das pequenas centrais hidrelétricas-(PCH’s).

Os peixes migradores, também conhecidos no Brasil, como de piracema, são um dos mais afetados pelas barragens. A migração, na sua forma mais simples, é o deslocamento do

peixe da área de alimentação para a de desova e seu posterior retorno, após a reprodução, para a área de

alimentação. Para os peixes de piracema, o barramento constituí-se num obstáculo que impede o seu livre

deslocamento entre as áreas de alimentação e de desova.

Com o objetivo de se atenuar esse efeito negativo tem-se implantado mecanismos de transposição de peixes (MTP´s)

que permitam a passagem dos peixes pelas barragens.

Os dispositivos de transposição de peixes podem ser agrupados, segundo Clay (1994), em três categorias gerais: elevadores, eclusas e escadas.

A utilização de escadas pode ser considerada prática usual em desníveis inferiores a 10 m. Na faixa de 10 a 20 m, escadas, eclusas e elevadores podem ser utilizados. As eclusas são utilizadas geralmente para a transposição de desníveis não superiores a 40 m (Pavlov 1989). Os elevadores possibilitam a transposição em qualquer faixa de desnível.

A eficiência do MTP reside, fundamentalmente, no conhecimento das características biológicas das espécies que o utilizarão. Tal conhecimento pode ser denominado de base biológica dos mecanismos de transposição e inclui diversos aspectos, tais como: (i) habilidades natatórias dos peixes, em termos de velocidades mínimas de atração e velocidades máximas capazes de serem superadas; (ii) padrões migratórios, compreendendo a distribuição temporal e espacial das diferentes espécies; (iii) comportamento no canal de fuga, particularmente a distribuição das diferentes espécies em função de características do escoamento (i.e. profundidade, velocidade, nível de turbulência, qualidade da água, temperatura, oxigênio dissolvido, luminosidade, dentre outros); e (iv) a capacidade dos peixes de localizarem o “caminho de volta” durante a migração para jusante.

PRINCÍPIOS DE UMA ESCADA DE PEIXES

As principais partes que compõem as escadas são: entrada, centro e saída. Chama-se de entrada o local por onde entram os peixes (equivalente à saída do fluxo de água) e de saída o local por onde os peixes saem (equivalente à entrada de água). O centro da escada é constituído de uma série de tanques separados por barreiras que controlam o nível de água nos tanques. A Figura 1 mostra um esquema de uma escada para peixes instalada em uma hidroelétrica.

Sentido dofluxo de água

Sistema de água de atração

Entrada daescada de peixes

Saída da escada de peixes Casa de válvulasde controle de

vazão

Detalhe da casa deválvulas

A ALTERNATIVA DE MOTORIZAÇÃO DE ESCADAS DE PEIXES

considerações iniciais:•O sistema de motorização deve ser considerado como uma unidade de pequeno porte;

•O tempo de operação desta unidade deve ser igual ao tempo de operação do MTP´s, assim nos cálculos do retorno do empreendimento deve-se levar em consideração esta limitação;

• Além disso deve-se levar em consideração que a PCH deve ser interligada ao parque gerador da usina se constituindo em uma geração marginal;

Sabe-se que e alguns casos a vazão de atração pode chegar a valores seis vezes superior a vazão que passa pela calha da escada de peixes.

A proposta deste trabalho visa a instalação de uma unidade geradora na região da casa de válvulas do MTP´s de modo a controlar a vazão de atração através do controle de geração da máquina e não pelo acionamento das válvulas. O esquema da instalação proposta pode ser visto pela figura abaixo .

Canal de entrada da escada de peixes

Grupo gerador acoplado no sistema de atração

Para a definição dos parâmetros de dimensionamento da motorização do mecanismo de transposição de peixes é necessário se adotar uma série de critérios de análise para a avaliação do empreendimento. Diferentemente dos critérios adotados para análise de Pequena Centrais Hidrelétricas (PCH´s), neste caso tem-se que a vazão máxima de projeto é a vazão de atração dos peixes. Além disso, deve-se levar em consideração que esta central geradora irá obedecer critérios de geração baseados na operação do MTP´s e não nos critérios tradicionais, que normalmente norteiam os trabalhos e estudos de viabilidade de PCH´s. Assim a unidade geradora irá operar como unidade de base frente ao sistema elétrico.

ESTUDO DE CASO DE MOTORIZAÇÃO DE UM MTP´s.

De forma a ilustrar melhor a proposta deste trabalho será apresentada uma simulação sobre a motorização de um mecanismo de transposição de peixes instalado em uma usina hidrelétrica. O MTP´s em questão tem as características apresentadas na tabela 1.

Características do sistema de atração de peixes

Tipo de estrutura CaracterísticasExtensão da tubulação 300 (m)Tipo de válvula BorboletaTipo de grupo gerador Francis / SíncronoDesnível 20 (m)Vazão de projeto 6,5 m3/s

Tabela 2 - Custos de energia gerada para as alternativas de motorização do MTP´s

Potência custounitário

Custo Totalcusto de energia gerada

R$/Kwh

(kW) R$/Kw R$ tempo deanálise

10 20 30

10 0,0406 0,0293 0,026512 0,0442 0,0337 0,031014 0,0479 0,0377 0,0357

1060 1800 1.908.000,00

taxa anual 16 0,0517 0,0421 0,0404

% 18 0,0556 0,0467 0,045320 0,0596 0,0513 0,050222 0,0637 0,0560 0,055124 0,0679 0,0608 0,0600

10 0,0339 0,0244 0,022112 0,0368 0,0278 0,025814 0,0399 0,0314 0,0297

980 1500 1.470.000,00

taxa anual 16 0,0431 0,0351 0,0337

% 18 0,0463 0,0389 0,037720 0,0496 0,0427 0,041822 0,0531 0,0467 0,045924 0,0565 0,0506 0,0500

10 0,0327 0,0236 0,021312 0,0356 0,0269 0,025014 0,0386 0,0304 0,0287

900 1450 1.305.000,00

taxa anual 16 0,0416 0,0339 0,0326

% 18 0,0448 0,0376 0,036520 0,0480 0,0413 0,040422 0,0513 0,0451 0,044224 0,0546 0,0489 0,0484

CONSIDERAÇÕES-FINAIS

A implantação de mecanismos de transposição de peixes tem esbarrado em uma resistência do meio técnico baseada na afirmação que estes irão reduzir as taxa interna de retorno dos empreendimentos. Entretanto este fato, apesar de correto, não pode ser utilizado como alegação para a não implantação destes sistemas uma vez que existe um dispositivo legal, no Estado de Minas Gerais, que regulamenta e obriga a sua implantação. Assim alguns MTP´s certamente serão implantados em diferentes cursos da água do estado.