Sistemas físico-comportamentais como mecanismos de controle de movimentação da ictiofauna em usinas hidrelétricas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Tania Machado da
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48451
Resumo: Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais, 2023.
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spelling Sistemas físico-comportamentais como mecanismos de controle de movimentação da ictiofauna em usinas hidrelétricasUsinas hidrelétricas - impacto ambientalIctiofaunaTese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais, 2023.A expansão do setor hidroelétrico na região amazônica exige uma avaliação minuciosa dos possíveis impactos ambientais decorrentes dessa atividade. Durante a manutenção das unidades geradoras, a manobra operacional de parada da turbina pode resultar em baixa vazão, levando ao acúmulo de peixes dentro do tubo de sucção. Para minimizar o confinamento e os possíveis riscos à ictiofauna, diversas estratégias de repulsão têm sido desenvolvidas. Este estudo investigou a eficiência de três estratégias inovadoras de repulsão de peixes em turbinais do tipo bulbo, direcionadas à proteção da ictiofauna no setor hidrelétrico. A primeira estratégia foi a manobra operativa de elevação do fluxo hidráulico, que consiste na elevação da velocidade do fluxo hidráulico devido à redução da área de descarga do tubo de sucção. Essa estratégia está baseada na formação de um barreira física pelo fluxo hidráulico. A avaliação da eficiência dessa manobra operacional mostrou uma redução de 87% na movimentação da ictiofauna no tubo de sucção, evidenciando o impedimento da entrada dos peixes durante a parada da unidade geradora. A manobra operacional de elevação do fluxo hidráulico, associado ao monitoramento em tempo real no tubo de sucção, impacta positivamente na conservação da ictiofauna e nos custos econômicos com a parada da unidade geradora. A segunda estratégia avaliada foi a manobra operativa de dissuasão da ictiofauna pela dispersão de bolhas ao longo do tubo de sucção. O procedimento de dispersão de bolhas foi feito utilizando o sistema de injeção de ar comprimido embutido no tubo de sucção das unidades geradoras da UHE Jirau, possibilitando a criação de uma barreira física e comportamental. Os resultados dessa manobra de dissuasão mostram uma redução de cerca de 42% na movimentação da ictiofauna após o procedimento de dispersão de bolhas, possibilitando inferir uma considerável diminuição no confinamento da ictiofauna no tubo de sucção. A terceira estratégia investigada foi a viabilidade de uma barreira acústica em ambiente aquático com elevada turbidez, como é o caso da UHE Jirau, localizada no Rio Madeira, em Rondônia. Para o desenvolvimento desse método, foi necessário fazer inicialmente a caracterização da paisagem sonora aérea e subaquática nas proximidades da usina. Os resultados indicaram que a interferência dos sons gerados pela operação da usina na paisagem sonora da região ocorre somente em áreas próximas ao empreendimento (cerca 5.000 m). Além disso, as baixas frequências observadas nos espectros estão fora da provável faixa audível da maioria das espécies de peixe do rio Madeira, minimizando os impactos negativos para a ictiofauna. Visando o desenvolvimento da barreira acústica, foram feitos ensaios no vertedouro da UHE Jirau, utilizando quatro diferentes configurações de ruído: rosa, trovão, de tiro e um com componentes tonais bem definidos. Durante esses ensaios em ambiente aberto, foram monitoradas as movimentações dos peixes antes e durante a exposição à fonte sonora. Os resultados indicam que todas as configurações de ruído têm o potencial de alterar o comportamento da ictiofauna exposta. O aumento da movimentação da ictiofauna variou em diferentes níveis, sendo de 57% com componentes tonais, 43% com ruído de trovão, 37% com ruído de tiro e 29% com ruído rosa. As três estratégias com abordagens diferentes para a proteção da ictiofauna foram eficazes e apresentam potencial para minimizar possíveis impactos à fauna aquática, decorrentes da geração de energia hidrelétrica na região amazônica.The expansion of the hydroelectric sector in the Amazon region requires a thorough assessment of the possible environmental impacts resulting from this activity. During the maintenance of the generating units, an operational maneuver to stop the turbine can result in low flow, leading to the flow of fish inside the draft tube. To minimize confinement and possible risks to the ichthyofauna, several repelling strategies have been developed. This study investigated the efficiency of three innovative fish repelling strategies in bulb type turbines, aimed at protecting ichthyofauna in the hydroelectric sector. The first strategy was the operative maneuver to increase the hydraulic flow, which consists of increasing the speed of the hydraulic flow due to the reduction of the discharge area of the suction tube. This strategy is based on the formation of a physical barrier by the hydraulic flow. The evaluation of the efficiency of this operational maneuver showed an 87% reduction in the movement of the ichthyofauna in the suction tube, evidencing the impediment of the entrance of the fish during the shutdown of the generating unit. The operational operation of hydraulic flow flow, associated with real-time monitoring in the suction tube, has a positive impact on the conservation of the ichthyofauna and on the biological costs with the stoppage of the generating unit. The second strategy was the operative maneuver to dissuade the ichthyofauna by dispersing bubbles along the suction tube. The bubble discharge procedure was carried out using the compressed air injection system built into the suction tube of the generating units at the Jirau HPP, allowing the creation of a physical and behavioral barrier. The results of this dissuasion maneuver show a reduction of about 42% in the movement of the ichthyofauna after the bubble discharge procedure, allowing to infer a considerable decrease in the confinement of the ichthyofauna in the suction tube. The third strategy investigated was the feasibility of an acoustic barrier in an aquatic environment with high turbidity, as is the case of the UHE Jirau, located on the Madeira River, in Rondônia. For the development of this method, it was necessary to initially characterize the aerial and underwater soundscape in the vicinity of the power plant. The results indicated that the interference of the sounds generated by the operation of the plant in the soundscape of the region only occurs in areas close to the enterprise (about 5,000 m). Furthermore, the low frequencies observed in the spectra are outside the audible range of most fish species in the Madeira River, minimizing the negative effects on the ichthyofauna. Aiming at the development of the acoustic barrier, tests were carried out on the spillway of the UHE Jirau, using four different noise configurations: pink, thunder, shot and one with well-defined tonal components. During these tests in an open environment, fish movements were monitored before and during exposure to the sound source. Results indicate that all noise settings have the potential to alter the behavior of exposed ichthyofauna. The increase in ichthyofauna movement varied at different levels, being 57% with tonal components, 43% with thunder noise, 37% with gunshot noise and 29% with pink noise. The three strategies with different approaches to the protection of the ichthyofauna were effective and have the potential to minimize possible impacts on the remaining fauna, resulting from the generation of hydroelectric energy in the Amazon region.Zara, Luiz FabricioSilva, Tania Machado da2024-06-27T16:27:34Z2024-06-27T16:27:34Z2024-06-272023-04-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfSILVA, Tania Machado da. Sistemas físico-comportamentais como mecanismos de controle de movimentação da ictiofauna em usinas hidrelétricas. 2023. 92 f., il. 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