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.
Para isso propõe-se que os ensaios sejam conduzidos em duas etapas.
•A primeira 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.
• Na segunda etapa os ensaios devem ser repetidos com o modelo
submetido a um regime de trabalho no qual as velocidades médias
devem ser iguais às velocidades médias que irão ocorrer no protótipo.
Além disso, nesse modelo reduzido, são instalados modelos de turbinas
hidráulicas.
•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 1:40.
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