O USO DE MODELOS REDUZIDOS COMO SUPORTE
PARA DECISÃO NA LOCAÇÃO DE MECANISMOS
DE TRANSPOSIÇÃO DE PEIXES
Carlos Barreira MARTINEZ*, Edna M. F. VIANA*,
Vasco C.TORQUATO**
A implantação de Usinas Hidrelétricas...
•Mitigação da redução de peixes - MTP
•A definição da locação dos mecanismos;
•Alternativa – uso de modelos reduzidos hidráulicos visando a observação do
comportamento de peixes sob condições semelhantes as que irão ocorrer em
campo.
Esse trabalho apresenta um estudo pioneiro de implantação e ensaio de um
modelo reduzido com finalidade biológica que tem como objetivo principal
estudar o comportamento de cardumes de peixes na região do canal de fuga
de uma UHE.
O estudo de estruturas hidráulicas em laboratórios - ferramenta para
elaboração de projetos e construção de (MTP).
A entrada do MTP é talvez a parte mais importante desse tipo de dispositivo
O escoamento na entrada deverá ser de tal forma a exercer uma atratividade
sobre os peixes fazendo com que estes entrem na passagem e iniciem a
transposição da barragem ou obstáculo.
O caminho mais seguro para garantir que a entrada irá atrair os peixes é
considerar o comportamento dos peixes e os aspectos hidráulicos da
passagem. Assim o jato do fluxo de entrada deve criar a quantidade de
movimento adequada para os peixes superarem a vazão da saída de água.
A locação de um MTP demanda analises multidisciplinares que
normalmente só podem ser desenvolvidas após a instalação da UHE.
Visando dar suporte a tomada de decisão fez-se um modelo reduzido
de parte da estrutura e inseriu-se nele um grupo de peixes que foram
observados ao longo de um período de tempo sob diversas condições
de descarga das turbinas.
A espécie alvo dessa pesquisa foi o mandi amarelo (pimelodus
maculatus) que é comum e abundante no rio Paraopeba, local de
construção da UHE.
A ESCALA DO MODELO
Os modelos reduzidos freqüentemente são utilizados para dar subsídio
aos projetistas, do fenômeno a ser estudado.
Para isso procura-se fazer uma reprodução em escala que represente a
conformação do terreno e do trecho do rio a ser estudado.
O ideal é se trabalhar com modelos na escala 1:1 na qual as dimensões
do modelo são iguais as do protótipo. Se por um lado isso permite
representar perfeitamente todos os fenômenos, por outro lado isso
esbarra nas grandes dimensões e custos.
Para que se possa trabalhar com modelos é necessário obedecer à
semelhança dinâmica entre o modelo e protótipo.
A perfeita semelhança somente pode ser obtida na escala 1:1.
Assim, define-se que deverá ser mantida a relação de semelhança
considerando as forças que são mais importantes para cada o sistema.
Dessa forma procura-se trabalhar com uma escala que permita
observar os fenômenos físicos mantendo-se uma correlação com o
protótipo. Usualmente modelos que trabalham com condutos livres
utilizam um número adimensional que foi definido por Froude. Esse
número que corresponde a razão entre a força de inércia pela força
gravitacional governa os escoamentos livres.
Modelos que tenham representação ambiental onde se colocam
“indivíduos” (peixes) entram em desacordo com as características
biológicas dos peixes a serem testados.
Os ensaios foram conduzidos da seguinte forma:
•Adotando-se a semelhança de Froude, onde as velocidades são
diferentes das que ocorrem em campo. Esses ensaios permitem que se
determinem as características hidráulicas no modelo.
•O ideal é que a escala do modelo seja o mais próximo possível do real.
Entretanto devido a limitações de ordem construtiva e de recursos
financeiros a escala adotada foi de 1:42.
O MODELO
É necessário que o modelo tenha características que permitam que os peixes
possam sobreviver no local.
Esse modelo foi construído em isopor, revestido em fibra de vidro e recoberto
por Sikatop-100 (Sika®).
Essa alternativa também apresenta como vantagem a possibilidade de ser
executado com extrema rapidez (quatro meses incluindo os testes) além de
permitir a reprodução das dimensões do modelo com facilidade.
O estudo de caso foi desenvolvido na UHE Retiro Baixo que tem as
características apresentadas na tabela a seguir:
O PROTOCOLO DOS ENSAIOS
Para a realização dos testes as áreas do modelo, que corresponde a parte da
calha do rio Paraopeba, do tributário Córrego dos Gomes, do vertedor, e do
canal de restituição, foram divididos e numerados a cada 20 cm. Assim, durante
a realização dos testes a localização dos indivíduos era facilmente anotada.
Foram realizados testes com 10 e 30 mandis. Cada teste teve a duração de
60 minutos e se iniciava com a colocação dos peixes na região de
montante do modelo do Rio Paraopeba. Durante esses testes observou-se
a posição dos indivíduos (peixes) no momento que eram liberados e a cada
10 minutos. Ao final do terceiro teste todos os indivíduos testados
retornaram ao sistema para a realização de novo levantamento.
Figura 8 – Primeiro teste com 10 mandis
Figura 9 – Segundo teste com 10 mandis
Figura 10 – Terceiro teste com 10 mandis
Figura 11 – Primeiro teste com 30 mandis
Figura 12 – Segundo teste com 30 mandis
Conclusões
Os cardumes entrando preferencialmente pela margem esquerda do
canal de fuga. Assim optou-se pela instalação do MTP nessa
margem.
Sabe-se que esse tipo de ensaio não é conclusivo.
Esse trabalho não se encerra com os testes de laboratório e será
ampliado a partir da observação e acompanhamento de campo.
Estudos desse tipo podem ser uma poderosa ferramenta de auxilio na
tomada de decisões com relação a locação de MTP.
Agradecimentos
Ao Consorcio Retiro Baixo;
A ORTENG;
A FURNAS CENTRAIS ELÉTRICAS;
Ao CPH / UFMG