Levantamento de Curvas de Eletrosensibilidade de Peixes Brasileiros

THE 8th LATIN-AMERICAN CONGRESS ON ELECTRICITY GENERATION AND TRANSMISSION - CLAGTEE 2009
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Levantamento de Curvas de
Eletrosensibilidade de Peixes Brasileiros e
Concepção de Barreira Elétrica para Repulsão
de Peixe
F. N. A. Silva, PPGEE/UFMG, R. E. Lopes, PPGEE/UFMG e C. B. Martinez, Prof. Associado
PPGEE/UFMG
Resumo— O uso de sistemas de repulsão e direcionamento de
peixes é uma alternativa para a proteção de cardumes que ficam
impedidos de continuar seu movimento de subida do rio. Dentre
tais sistemas, as barreiras comportamentais, como são conhecidas
as barreiras não-físicas, merecem destaque pois são construídas
no intuito de alterar o comportamento de certas espécies de
peixes, fazendo com que elas evitem determinada área, o que
pode reduzir a entrada de peixes no tubo de sucção sem causar
perdas de carga significativas no sistema hidráulico e sem
requerer parada de máquina para sua manutenção e/ou limpeza.
Basicamente, as barreiras comportamentais utilizam luz
estroboscópica, infrasom e/ou ultrasom, cortina de bolhas e
campo elétrico.
Este trabalho tem como objetivo estudar a influência de
campos elétricos de intensidade, freqüência e formas de onda
diferentes, em indivíduos jovens e adultos de Pimelodus
maculatus, uma das espécies brasileiras de peixe mais
importantes no que diz respeito à mortandade de peixes devido à
operação de turbinas hidráulicas. A partir deste conhecimento,
pretende-se construir curvas de eletrosensibilidade, que definem
os limiares do valor de campo aplicado para os diferentes níveis
de reação desta espécie.
Pretende-se ainda, apresentar proposta de uma barreira
elétrica, que reduz a entrada de peixes no tubo de sucção de
plantas hidrelétricas, e expor testes feitos em laboratório que
compravam a eficiência da mesma
Palavras-chave— barreiras elétricas, eletrosensibilidade,
impacto ambiental de UHEs, impedimento de entrada de peixes,
mortandade de peixes
F. N. A. Silva, aluno do Programa de Pós-Graduação em Engenharia
Elétrica, Universidade Federal de Minas Gerais - Centro de Pesquisas
Hidráulicas e Recursos Hídricos, Av. Antônio Carlos 6627, 31.270-901,
Campus Pampulha
- Belo Horizonte, MG, Brasil. (e-mail:
[email protected])
R. E. Lopes, aluno do Programa de Pós-Graduação em Engenharia
Elétrica, Universidade Federal de Minas Gerais - Centro de Pesquisas
Hidráulicas e Recursos Hídricos (e-mail: [email protected] )
C. B. Martinez – Orientador e professor associado da Universidade
Federal de Minas Gerais, Departamento de Hidráulica e Recursos Hídricos Centro de Pesquisas Hidráulicas e Recursos Hídricos (e-mail:
[email protected] )
.
I. INTRODUÇÃO
C
om o aumento da demanda de energia elétrica nas últimas
cinco décadas, o País se viu forçado a ampliar a sua base
de geração. Assim, devido ao considerável potencial
hidráulico do Brasil e por ser considerada uma fonte de
geração de energia elétrica relativamente barata, houve um
considerável aumento na construção de grandes usinas e
reservatórios nas últimas décadas. Porém, apesar da
incontestável importância da energia elétrica para o bem-estar
e progresso da sociedade, a construção de barragens implica
em importantes impactos ambientais e sociais, como:
inundação da área do reservatório, acúmulo de sedimentos,
contaminação da água, salinização do solo, impactos na fauna
e flora locais com a modificação do ambiente natural,
deslocamento de populações, perda de patrimônio cultural,
etc.
Dentre os impactos na fauna local, um importante aspecto a
ser considerado é que as barragens constituem-se em
obstáculo para o deslocamento dos peixes ao longo dos rios, o
que afeta de maneira significante espécies migradoras como,
por exemplo, o Pimelodus maculatus (mandi amarelo). Tal
espécie se sente atraída pelo fluxo turbulento que deixa o tubo
de sucção e acaba por adentrá-lo. Assim, durante os eventos
de partida e parada das unidades geradoras uma grande
quantidade de peixes acaba morrendo ao serem atraídos para
dentro do tubo de sucção.
O uso de sistemas de repulsão e direcionamento de peixes é
uma alternativa para a proteção de cardumes que ficam
impedidos de continuar seu movimento de subida do rio.
Dentre tais sistemas, as barreiras comportamentais, como são
conhecidas as barreiras não-físicas, merecem destaque pois
são construídas no intuito de alterar o comportamento de
certas espécies de peixes, fazendo com que elas evitem
determinada área, o que pode reduzir a entrada de peixes no
tubo de sucção sem causar perdas de carga significativas no
sistema hidráulico e sem requerer parada de máquina para sua
manutenção e/ou limpeza. Basicamente, as barreiras
comportamentais utilizam luz estroboscópica, infrasom e/ou
ultrasom, cortina de bolhas e campo elétrico.
Nos Estados Unidos e Canadá, a utilização de campo
elétrico para impedir, ou até mesmo guiar grupos de peixes em
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seus movimentos de subida e descida em empreendimentos
hidrelétricos é bastante difundida. No Salt River, por exemplo,
na barragem de Granite Reef, utiliza-se este sistema para
impedir que peixes do rio Colorado cheguem ao Rio Salt via
Canal do Central Arizona Project. De acordo com dados do
fabricante, a barreira que foi instalada em 1989, ainda
funciona perfeitamente e com 100% de eficiência.
Em países como EUA, Inglaterra e Canadá, estuda-se a
reação de peixes a campos elétricos há décadas. Porém, grande
parte dos estudos têm como objetivo principal a identificação
de métodos e equipamentos para pesca elétrica, ou
manipulação de espécies comerciais em tanques, como
descrito por [1], [2] e [3].
Neste artigo serão apresentadas curvas com limiares de
diferentes níveis de reações da espécie alvo quando submetida
a campos elétricos senoidais de 60 e 1000Hz e campos
pulsantes de 1000. Apresentar-se-á também estudos iniciais e
testes de eficiência de uma barreira elétrica construída com o
intuito de reduzir a entrada de peixes em turbinas hidráulicas.
II. PEIXES E ELETROSENSIBILIDADE
Peixes como o poraquê Sul americano (Electrophorus),
podem liberar descargas entre 500 e 600 V. Tais descargas
tem capacidade para matar outros peixes e até mesmo animais
do porte de uma pessoa. Atualmente se sabe que mesmo
pequenas descargas elétricas podem ser utilizadas para a
obtenção de informações a respeito do meio [4]. Isso é
possível pois as descargas elétricas são apropriadas para a
distinção entre objetos não condutores e bons condutores. Na
categoria de bom condutor podemos classificar os peixes. Isso
ocorre devido ao fato deles terem uma condutividade elétrica
superior (devido ao teor salino de seus fluidos corpóreos) à da
água, que é um condutor pobre. Devido a esse fato descargas
elétricas pouco intensas podem ser usadas para a navegação
em águas escuras, assim como para a localização de
predadores e presas. Outro ponto a se considerar é que essas
descargas elétricas são usadas na comunicação entre
indivíduos. Sabe-se também que em alguns casos, um peixe
responderá com comportamento sexual apenas aos sinais
elétricos provenientes do sexo oposto [5]. De acordo com [6] a
eletrosensibilidade dos peixes é alta o suficiente para servir
inclusive para detectar o campo magnético da terra. Baseandose no fato de que o peixe é um condutor (devido ao teor salino
de seus fluidos corpóreos) quando o mesmo se movimenta
através de um campo magnético pode ocorrer a indução de
uma corrente elétrica cuja magnitude se encontra
perfeitamente dentro do nível de sensibilidade da
eletrorrecepção que em alguns peixes chega a ser de 10-8
V/cm.
brasileiros e representar um dos maiores problemas no que diz
respeito à mortandade em turbinas hidráulicas.
O mandi amarelo é um peixe de couro de água doce. Possui
três esporões farpados, sendo um no dorso e dois nos flancos.
Os ferrões são cobertos por substâncias tóxicas que provocam
muita dor após a ferroada.
Existem diversos tipos, sendo popularmente conhecidos
como: mandi-bandeira, mandi-chorão, mandi-guaçu, mandipintado, mandi-amarelo e outros. Alimenta-se principalmente
de insetos, além de animais microscópicos, peixes e vegetais.
Algumas espécies atingem até 46 cm de comprimento e 3,0Kg
e é a terceira espécie de peixe de água doce mais capturada em
São Paulo segundo o IPSP, Instituto de Pesca de São Paulo.
• Nome Popular : mandi
• Nome Científico: Pimelodus maculatus
• Família: Siluriformes Pimelodidae
• Distribuição Geográfica: Pode ser encontrado na
Amazônia, Guianas, Venezuela, Peru, Bolívia,
Paraguai, Argentina, Bacia do Paraná, do Prata, Rio
Uruguai e Rio Iguaçu [7].
• Descrição: peixe de médio porte, alcançando cerca de
quarenta centímetros de comprimento e peso de até 3
kg. Apresenta grandes variações cromáticas e até
estruturais [8]. O corpo é alto, e a cabeça é curta e
baixa, com a boca terminal e a fenda bucal ampla,
não possuindo dentes no palato. Os barbilhões
maxilares são longos, alcançando a região do
pedúnculo caudal. O dorso é castanho escuro, com 3
a 4 séries longitudinais de manchas negras sobre o
flanco. As nadadeiras possuem manchas negras e
pequenas.
• Ecologia: De hábito alimentar onívoro com tendência
à ictiofagia [9]-[10]-[11] o mandi-amarelo apresenta
ampla plasticidade da dieta. Como na maioria dos
peixes de couro, habita o fundo dos ambientes
aquáticos. È um peixe de piracema, fazendo a
migração reprodutiva rio acima para a desova, que
ocorre com a elevação do nível das águas em razão
das chuvas. O comprimento médio na primeira
maturação sexual varia de 12,5 a 18 cm para machos
e 12 a 19 cm para as fêmeas. É uma espécie
abundante e importante na pesca comercial [12], com
ótima aceitação pelo mercado consumidor [13]. A
Fig. 1 apresenta um exemplar do mandi amarelo.
III. A ESCOLHA DA ESPÉCIE ALVO – O “PIMELODUS
MACULATUS”
Visando testar os procedimentos de estudo sobre
eletrosensibilidade optou-se por utilizar o “Pimelodus
maculatus”, popularmente conhecido como mandi amarelo,
devido ao fato dessa espécie ser muito comum nos rios
2
Fig. 1. Mandi amarelo (Instituto de Pesca de São Paulo).
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IV. TESTES DE ELETROSENSIBILIDADE COM CAMPO ELÉTRICO
DE FREQUÊNCIA, FORMA DE ONDA E AMPLITUDE DIFERENTES
A. Aparatos de teste
Para realização destes testes, foi utilizado um canal de vidro
de 1m de comprimento, 0,5m de largura e 0,6m de altura, com
uma placa de aço galvanizado instalada em cada face menor
do tanque, conforme Fig. 2.
Fig. 2. Tanque de testes com par de eletrodos (placas paralelas)
O sistema de duas placas paralelas afastadas entre si por um
meio condutor homogêneo de resistividade conhecida pode ser
representado pelo circuito da Fig. 3.
Fig. 3. Circuito equivalente, do aquário de teste.
Como o volume entre as placas é um paralelepípedo e o
campo é homogêneo devido à natureza do meio, é possível
determinar qual é o campo elétrico em qualquer porção de
volume de forma muito simples. Como o comprimento do
canal é um metro, qualquer tensão “Uab [V]” aplicada ao
volume produzirá um campo elétrico de Uab [V/m]. Qualquer
porção menor que a total será uma porcentagem desta
variando pelo comprimento do paralelepípedo.
A Fig. 4 apresenta a distribuição de campo nessa seção de
estudo.
Fig. 4. Distribuição de tensão entre placas
Para os testes com forma de onda senoidal a 60Hz, as placas
foram ligadas a um autotransformador variável que controlava
a amplitude de tensão aplicada.
Para os testes com forma de onda senoidal a 1000Hz, foi
utilizado um amplificador operacional linear de potência
3
modelo APEX PA93, que amplificava, de modo controlado,
um sinal senoidal de 1000Hz gerado por um Gerador de
Funções modelo Minipa MFG 4200.
Os testes de 1000Hz com tensão pulsada foram realizados
utilizando-se um transistor de potência que chaveava
(entrando em corte e saturação) com um sinal pulsante gerado
através do Gerador de Funções Minipa MFG 4200.
Foi utilizada água de um dos tanques de manutenção dos
peixes, cuja resistividade variou de 300 a 325µS/cm, a fim de
se reduzir o stress causado pela movimentação e manipulação
dos mesmos. A Intensidade da tensão entre as placas é
controlada e com isso é possível descobrir a reação do peixe
sob a influência de um campo elétrico de intensidade
estabelecida.
B. Metodologia de teste
Nos testes de eletrosensibilidade, cada indivíduo era testado
individualmente e uma única vez, sendo utilizados lotes com
vinte a trinta indivíduos para cada forma de onda estudada. Os
testes nos quais o peixe pareceu muito estressado desde o
início ou quando uma eventualidade externa influenciava de
alguma forma o resultado, foram descartados.
Segundo [1] a reação apresentada pelos peixes depende
diretamente do tipo de campo aplicado (contínuo, alternado ou
pulsante), sua intensidade e duração. Para as três formas de
onda utilizadas, identificou-se basicamente 3 diferentes níveis
de reação:
• Sensibilidade: Qualquer alteração no estado em
que o peixe se encontra, como movimento das
nadadeiras laterais, dorsal ou caudal, alteração na
freqüência respiratória ou mudança vagarosa de
posição dentro do aquário.
• Agitação: Movimento brusco do peixe. O peixe sai
do estado de repouso e se coloca em deslocamento
horizontal de forma muito rápida, como se tentasse
fugir de algum predador ou perturbação, não
conseguindo permanecer na mesma posição de
conforto inicial.
• Paralisia: O peixe já não consegue nadar de forma
natural. Movimenta-se com ondulações largas. Os
músculos da nadadeira caudal ficam enrijecidos, a
nadadeira e esporão dorsal ficam eretos e a boca
aberta. Neste estado nota-se que o peixe já não tem
controle sobre a direção de seu deslocamento, suas
nadadeiras ficam paralisadas e sua natação
prejudicada.
Deste modo, os testes de eletrosensibilidade foram
conduzidos da seguinte maneira: um peixe ainda não testado
era escolhido de forma aleatória e transposto para o aquário
teste, onde permanecia por um período de três minutos para
aclimatação.
Passado
este
período,
aumentava-se
gradativamente a tensão aplicada entre as placas até que o
peixe apresentasse as reações descritas anteriormente. Todos
os testes foram filmados para análise mais detalhada dos
eventos visando reduzir possíveis erros de interpretação das
reações de cada indivíduo.
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4
C. Resultados Obtidos
Os peixes testados apresentavam comprimento e peso
compatíveis com as de indivíduos em maturação sexual e que,
segundo os agentes geradores de energia são os mais afetados
pela operação de turbinas hidráulicas.
Cada peixe testado forneceu três valores de campo
referentes aos limiares de sensibilidade, agitação e paralisia.
Por se tratar, porém, de animais de fundo e portadores de
barbilhões, que são órgãos sensoriais bastante desenvolvidos,
o limiar de sensibilidade para todas as formas de onda testadas
apresentou valores bastante reduzidos e não serão
apresentados, haja vista que tal reação não interessa para o
desenvolvimento da barreira elétrica.
Assim as curvas de resposta elétrica para as três formas de
onda testadas são apresentadas a seguir.
Campo Elétrico senoidal de 1000Hz necessários para que o
Pimelodus maculatus apresente os estados de paralisia e
agitação.
Testes de 1000Hz Pulsada
Alguns pesquisadores, como [2] sugerem que a utilização
de tensões pulsadas é mais vantajosa pois possuem menores
tempos de recuperação se comparadas às tensões alternadas,
porém, necessitam de uma fonte de tensão contínua para
operação. As curvas dos limiares de agitação e paralisia de
Campo Elétrico[V/m] em função do comprimento e peso para
o Pimelodus maculatus são apresentadas nas Fig. 5 e 6.
Fig. 7. Curvas de eletrosensibilidade para tensão senoidal de 1000Hz em
função do peso.
Fig. 8. Curvas de eletrosensibilidade para tensão senoidal de 1000Hz em
função do comprimento.
Fig. 5. Curvas de eletrosensibilidade para tensão pulsada 1000Hz (duty cycle
50%) em função do peso.
Fig. 6. Curvas de eletrosensibilidade para tensão pulsada 1000Hz (duty cycle
50%) em função do comprimento.
Testes de 1000Hz Senoidal
De acordo com [14] a utilização de uma freqüência de
1000Hz senoidal diminui os ferimentos causados por
atordoamento elétrico, no caso de exposição a campos
elétricos elevados. Assim, optou-se por testar os níveis de
Testes de 60Hz Senoidal
Segundo [1], certos níveis de tensões alternadas e pulsadas
afetam o sistema nervoso central dos peixes, produzindo um
estado de eletronarcose(paralisia completa), o que não ocorre
com campos contínuos. Outra vantagem dos campos
alternados é a inexistência de eletrotaxes e a possibilidade de
tetania a maiores distâncias dos eletrodos. Assim sendo, se
campos alternados de 60Hz produzirem as reações esperadas
com níveis de tensões próximas às dos testes com formas de
onda senoidais a 1000Hz, seria mais vantajoso utilizar 60Hz,
já que esta representa a freqüência padrão do Sistema Elétrico
brasileiro.
As Fig. 9 e 10 apresentam o campo elétrico necessário para
levar o Pimelodus maculatus aos estados de agitação e
paralisia.
D. Análise de Resultados
A utilização de campos pulsantes diminui o tempo de
recuperação dos peixes [2] e seus efeitos representam o meio
termo entre a tensão alternada e a contínua [1]. Campos
alternados geram reação de narcose elétrica mais rapidamente,
o que pode ser vantajoso para a eficiência de uma barreira
elétrica e, a utilização de campos elétricos a 1000Hz diminui
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Fig. 9. Curvas de eletrosensibilidade para tensão senoidal de 60Hz em função
do peso.
5
13,0V/m senoidal seria suficiente para provocar a mesma
reação em um indivíduo do mesmo peso. Tensões pulsantes
necessitam de uma fonte de tensão contínua (V dc) e por isso
são bastante utilizadas em equipamentos de pesca elétrica, que
são instrumentos portáteis que levam consigo bancos de
baterias.
Sendo os níveis de campo elétrico menores para a forma de
onda alternada, partiu-se então para análise de qual a melhor
freqüência a se utilizar: 1000Hz ou 60Hz.
A análise das curvas de eletrosensibilidade para as três
formas de onda utilizadas, sugerem que os níveis de campo
elétrico necessários para agitar ou paralisar o Pimelodus
maculatus são significativamente menores para campos
senoidais de 60Hz, conforme Fig. 12. Possíveis explicações
para tal fenômeno são o efeito pelicular que pode estar
ocorrendo na passagem da corrente elétrica pelo peixe e o
efeito da reatância capacitiva da água, que é menor que a do
peixe.
Uma observação importante é que os níveis de tensão
utilizados nestes testes de eletrosensibilidade não foram
suficientes para causar nenhum tipo de dano interno ou
externo aos indivíduos experimentados.
Fig. 10. Curvas de eletrosensibilidade para tensão senoidal de 60Hz em
função do comprimento.
os ferimentos causados por atordoamento elétrico, no caso de
exposição a campos elétricos elevados. Assim sendo, é
pertinente a comparação entre os níveis de campo elétrico
necessários para provocar as reações desejadas para os campos
pulsante e alternado de 1000Hz, conforme Fig. 11.
A partir da análise da Fig. 11 nota-se claramente que os
níveis de campo elétrico exigidos para que o Pimelodus
maculatus entre em paralisia são significativamente maiores se
utilizado campo pulsante. Seria necessário, por exemplo, um
campo pulsante de 1000Hz de aproximadamente 24,6V/m
para paralisar um peixe de 60g, enquanto que um campo de
Fig. 12. Curvas de eletrosensibilidade para campos senoidais de 60Hz e
1000Hz sobrepostos.
V. TESTES DE EFICIÊNCIA DA BARREIRA ELÉTRICA
A. Aparatos de teste
Os testes de eficiência da barreira elétrica foram realizados
em um aquário circular, de dimensões apresentadas na Fig. 13.
A barreira foi energizada utilizando-se sistema monofásico de
60Hz com nível de tensão constante através de um
autotransformador variável.
Foi criado ainda um sistema de atração de peixes através de
fluxo contínuo de água utilizando-se uma bomba hidráulica de
1/2cv, altura manométrica total máxima de 12mca e vazão de
4,5m³/h.
A barreira foi montada em uma estrutura de acrílico de
dimensões (550x450x35)mm. Os eletrodos foram construídos
com lâminas de aço galvanizado e fixados na estrutura através
de abraçadeiras de nylon, como apresentado na Fig. 14.
Fig. 11. Curvas de eletrosensibilidade para campos pulsantes e alternados de
1000Hz sobrepostas.
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Fig 13. Tanque de teste de eficiência da barreira.
Fig 14. Barreira Elétrica para repulsão de peixes
A configuração dos eletrodos foi projetada de modo a se
obter a melhor distribuição de campo elétrico na região da
barreira, ou seja, os peixes deveriam se aproximar de forma
ortogonal às linhas de campo elétrico, para que fosse garantida
uma maior diferença de potencial no peixe. Assim, energizouse o eletrodo 1 (janela superior da barreira) com uma das
saídas do autotransformador monofásico e o eletrodo 2 (janela
inferior) com o outro pólo de saída. A distribuição de campo
no entorno da barreira ficou então como mostrado na Fig. 15:
Fig 15. Distribuição de Tensão e Equipotenciais na região da barreira elétrica
(vista lateral)
6
B. Metodologia de Ensaio
Os testes de eficiência da barreira elétrica foram realizados
com tensão entre eletrodos de 10Vrms e forma de onda senoidal
a 60Hz. Segundo as curvas das Fig. 9 e 10, utilizando-se um
campo de 10V/m consegue-se reações bem próximas à
paralisia para mandis de aproximadamente 40 gramas e 17
centímetros de comprimento (peso e comprimento médio dos
peixes mantidos no laboratório), e para as condições de teste,
de peixes se aproximando da barreira de forma gradativa,
consegue-se tal amplitude sem o peixe ter que se aproximar
muito da barreira, onde os níveis de campo são bem mais
elevados. A senóide de 60Hz foi selecionada por ter
apresentado os menores limiares de paralisia e agitação e pela
facilidade em se utilizar tal freqüência já que este é o padrão
adotado pelo Sistema Elétrico Brasileiro.
Foram separados seis grupos de quinze indivíduos cada,
sendo que três serviram como teste controle, no qual todo o
procedimento de teste é realizado, porém a barreira não é
energizada, o que confere aos testes efetivos (com barreira
energizada) uma importante base de comparação e referência.
Os quinze indivíduos eram soltos na Região 1 do tanque
teste (vide Fig 16) onde permaneciam por 20 minutos para
aclimatação. Após este período, energizava-se a Barreira
Elétrica e retirava-se a tela que dividia as Regiões 1 e 3. A
partir deste momento os peixes tinham, por 40 minutos, livre
circulação por estas regiões a menos da barreira elétrica, que
dificultava a migração. Como o a passagem pela barreira no
movimento de descida (a favor do fluxo) também era de
interesse da pesquisa, decidiu-se por seccionar o tanque,
criando-se uma região inacessível para os peixes (Região 2). O
estabelecimento desta região também foi importante para
reduzir a área transitável do aquário, o que de certa forma
aumentava a movimentação dos peixes na região da barreira
elétrica.
Diariamente eram feitos um teste controle e um teste
efetivo, em um período do dia que não houvesse muita
variação de temperatura e luminosidade, para que tais fatores
não interferissem no comportamento dos peixes.Todos os
testes foram filmados, já que a presença física de qualquer
pessoa na sala de teste poderia influenciar na circulação dos
peixes. Terminados os testes, os vídeos eram avaliados para
análise do trânsito de peixes através da barreira.
Fig 16. Tanque utilizado para teste de Eficiência da Barreira Elétrica(vista
superior).
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A contagem de indivíduos transitando pela barreira foi feita
em intervalos de 5minutos para que se pudesse determinar o
grau de adaptabilidade dos peixes à situação e quantificou-se o
trânsito de indivíduos, ou seja, a quantidade de movimentos de
passagem através da barreira, não analisando-se movimentos
individuais de cada peixe.
C. Resultados obtidos
Todos os testes foram realizados no mesmo tanque e em
dias consecutivos, sem que fosse reposta ou substituída a água,
para que suas características não fossem muito modificadas.
Assim, a temperatura e condutividade da água nos três dias de
teste foram as seguintes:
TABELA I
TEMPERATURA E CONDUTIVIDADE DA ÁGUA NOS TESTES DE EFICIÊNCIA
analisado, o trânsito de peixes pela barreira elétrica nos testes
efetivos foi maior do que nos testes controle e, mesmo nos
instantes em que a movimentação de indivíduos nos
experimentos controle é alta, a quantidade de peixes que
conseguiu atravessar a barreira energizada foi baixa.
Outra importante observação que se faz a partir da Fig. 17
é a intensa movimentação dos peixes nos minutos iniciais do
experimento controle, ou seja, os indivíduos inicialmente
confinados na Área 1 do tanque buscam se acomodar e
preencher melhor o espaço disponível, enquanto nos testes
efetivos não se identifica tal padrão de movimentação. Este
fato sugere que a barreira foi também efetiva no confinamento
dos peixes na Área 1, e pode ser usada com este intuito em
canais ou tanques de manipulação.
VI. COMENTÁRIOS E CONCLUSÕES
DA BARREIRA
TEMPERATURA,
θ(ºC)
CONDUTIVIDADE,
σ(µS/CM)
7
1º TESTE
2º TESTE
3º TESTE
21,8
22,7
23,5
310
324
307
Nos testes controle, contou-se um total de 81 transições
pela barreira, sendo destes, 50 movimentos de subida (contra o
sentido do fluxo de água) e 31 movimentos de descida (a favor
do sentido do fluxo de água). Nos testes efetivos 10 transições
pela barreira foram contados, sendo 6 movimentos de subida e
4 movimentos de descida.
Levando-se em conta o trânsito total de indivíduos pela
barreira, sua eficiência foi de 87,6%, que é uma taxa
consideravelmente alta se comparada a outras barreiras
comportamentais como apresentado por [15]. Para os
movimentos de subida e descida, a eficiência é praticamente a
mesma, com 88% e 87% respectivamente.
A Fig. 17 apresenta um diagrama com a movimentação dos
peixes nos testes controle e efetivos.
Fig 17. Movimentação dos peixes pela barreira durante os testes controle e
efetivos
D. Análise de Resultados
O gráfico da Fig 17 mostra que não há adaptabilidade dos
peixes ao choque elétrico com o tempo. Prova disso é que a
movimentação de indivíduos na primeira metade do teste foi
superior à última metade.
A comparação com o teste controle comprova a alta
eficiência da barreira visto que em nenhum intervalo de tempo
Este trabalho investigou o uso de campo elétrico sobre
indivíduos de Pimelodus maculatus. Apresentou-se as curvas
de eletrosensibilidade em função do peso e comprimento para
esta espécie, contemplando reações que se chamou de
Agitação e Paralisia. A obtenção de tais curvas é importante
não só para aplicação em barreiras elétricas como também
para outras finalidades como pesca elétrica, manipulação e
manejo.
Os níveis de campo necessários para causar reações de
agitação e paralisia utilizando-se ondas pulsantes de 1000Hz
foram maiores se comparados com ondas senoidais. A
utilização de 60Hz senoidal reduziu ainda mais a amplitude
necessária. Isso pode ter ocorrido devido ao efeito pelicular
causado pela utilização da alta freqüência ou ainda devido ao
efeito da reatância capacitiva da água, utilizada neste caso
como condutor/dielétrico.
Optou-se então por utilizar corrente senoidal de 60Hz para
energização da barreira, pois, ao contrário da corrente DC, não
provoca eletrotaxes nos peixes (reação de atração), é o tipo de
tensão gerada na usina e necessita de amplitudes menores para
paralisar o Pimelodus maculatus. Os testes de eficiência da
barreira elétrica obtiveram resultados expressivos, com uma
eficiência próxima a 88%, índice considerado alto se
comparado com outras barreiras comportamentais como
barreira de bolhas e luminosa(luz estroboscópica).
Apesar de apresentar um bom índice de redução do trânsito
de peixes, a barreira se mostra como uma armadilha para os
peixes que a conseguem ultrapassá-la já que, de acordo com os
resultados, movimentos de descida pela barreira também
foram bastante reduzidos. Isso significa que grande parte dos
peixes
que
conseguissem
ultrapassá-la,
ficariam
“aprisionados” a montante do seu ponto de instalação. Mesmo
assim sua utilização ainda conseguiria resultados animadores,
já que os movimentos de subida são reduzidos em até 88%, ou
seja, a quantidade e peixes que conseguem ultrapassar a
barreira é baixa.
A barreira elétrica proposta neste trabalho, poderá ser
facilmente adaptada a plantas já em operação ou em
construção. Poderá ser instalada em ranhuras semelhantes às
utilizadas nas comportas tipo Stop-log ou até mesmo em
trilhos(guias) afixados na saída do tubo de sucção das
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máquinas, e representaria uma solução eficiente e de baixo
custo de instalação, operação e manutenção para a redução de
mortandade de peixes em usinas hidrelétricas.
VII. AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem a todos que de alguma forma
colaboraram para os testes e tornaram este estudo possível.
Todo o grupo de Passagem de Peixes do Centro de Pesquisas
Hidráulicas e Recursos Hídricos da Universidade Federal de
Minas Gerais pelo esforço conjunto e idéias inovadoras.
VIII. REFERÊNCIAS
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represa de Três Marias, MG,” in ENCONTRO ANUAL DE
AQUICULTURA
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MG,
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IX. BIOGRAFIAS
Flávio Nakamura Alves Silva. Possui graduação em
Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de
Minas Gerais (2007), mestrando em Engenharia
Elétrica pela Universidade Federal de Minas Gerais
na área de Compatibilidade Eletromagnética e
Qualidade da Energia. Tem experiência na área de
Engenharia Elétrica, com ênfase em Sistemas de
Energia, projetos elétricos de média tensão e
subestações elétricas. Desenvolve pesquisa junto ao
grupo de Passagem de Peixes no Centro de Pesquisas
Hidráulicas e Recursos Hídricos da UFMG atuando principalmente nos
seguintes temas: avaliação do comportamento de peixes submetidos a campos
elétricos e desenvolvimento de barreiras elétricas para repulsão de peixes.
Rafael Emilio Lopes. Possui graduação em
Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de
Minas Gerais (2000) e mestrado em Engenharia
Elétrica pela Universidade Federal de Minas Gerais
(2003). Atualmente é professor da Faculdade
Pitágoras e Trabalhando como Engenheiro
Eletricista da CBTU/STU-BH. Tem experiência na
área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Teoria
Geral
dos
Circuitos
Elétricos,
atuando
principalmente nos seguintes temas: micro geração,
peixes, eletrosensibilidade, impedimento de entrada de peixes em uhe`s e
proteção de peixes em áreas de risco.
Carlos Barreira Martinez. Possui graduação em
Engenharia Civil pela Faculdade de Engenharia Civil
de Itajubá (1984), mestrado em Engenharia Mecânica
pela Universidade Federal de Itajubá (1988) e
doutorado em Planejamento de Sistemas Energéticos
pela Universidade Estadual de Campinas (1994).
Atualmente é professor aassociado da Universidade
Federal de Minas Gerais. Tem experiência na área de
Engenharia Civil, com ênfase em Hidráulica, atuando
principalmente nos seguintes temas: pequenas
centrais hidrelétricas, planejamento energético, mecanismo de transposição de
peixes, avaliação energética e energia elétrica.