Estudo Experimental das Características do Escoamento em Escadas para Peixes do Tipo Ranhura Vertical — Turbulência do Escoamento

Abstract

A construção de barramentos ao longo dos rios causa muitas alterações no meio envolvido. Entre estes impactos, tem-se a formação de uma barreira que impede o deslocamento do habitat aquático, interferindo, principalmente, na reprodução das espécies migratórias. Na tentativa de mitigar este efeito, em muitas barragens, verifica-se a necessidade da implantação de mecanismos de transposição de peixes (MTP). Entre esse MTP têm-se as escadas para peixes que, quando empregadas e projetadas adequadamente, possibilitam a livre circulação das espécies. As escadas/passagens para peixes apresentam diferentes geometrias, de acordo com características natatórias dos peixes, altura do obstáculo e vazões disponíveis. Neste trabalho avaliam-se as características do escoamento em uma escada do tipo ranhura vertical. Realizaram-se ensaios em um modelo com 0,60 m de largura, 0,60 m de profundidade, 9 m de comprimento e 6% de declividade, onde se representa, na escala 1:5, parte da escada para peixes instalada na UHE Igarapava (Minas Gerais). Foram realizados medições da profundidade do escoamento, das pressões junto ao fundo e das velocidades do escoamento, em uma das bacias da estrutura, para três descargas. A região da ranhura na bacia, onde ocorre a passagem da água entre bacias consecutivas foi estudada detalhadamente, já que representa uma região de passagem obrigatória e onde se esperam as maiores velocidades. Os resultados desse trabalho foram divididos em duas partes: (1) os parâmetros médios do escoamento e (2) características turbulentas do escoamento. Um velocímetro acústico Doppler (ADV) foi utilizado para medir velocidades nas três direções em uma malha tridimensional em uma das bacias do modelo. Neste artigo, que representa a parte 2 desse trabalho, apresentam-se os resultados da avaliação da turbulência do escoamento através de mapas de isolinhas dos parâmetros analisados. Os parâmetros que melhor indicaram os padrões de turbulência do escoamento foram a energia cinética turbulenta e as tensões de Reynolds.Palavras-chave: escadas para peixes, mecanismos de transposição de peixes, turbulência do escoamento, velocímetro acústico Doppler, tensões de Reynolds, energia cinética turbulenta.

Applications of Computational Fluid Dynamics in The Design and Rehabilitation of Nonstandard Vertical Slot Fishways

“…Experimental studies have been developed to investigate the flow in various geometries of fishways, mostly in scale models [10,11,16,22,[26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36], and some evaluations that have used data obtained from real structures [15,17,[37][38][39][40]. These experimental data are of great importance for understanding the flow, for establishing adequate criteria according to fish species and their swimming characteristics, and for adjusting numerical models of flow.…”

Tensão de Reynolds e Velocidade Média em uma Escada para Peixes do Tipo Ranhura Vertical: Comportamento Preferencial da Espécie Leporinus reinhardti

“…Silva et al (2010) apontaram a tensão de Reynolds como uma variável hidráulica determinante no comportamento de espécies migradoras em mecanismos de transposição de peixes, pelo fato de os indivíduos evitarem áreas com altos valores de tensão de Reynolds, em especial os de menor tamanho. Sanagiotto et al (2011) também indicaram esse parâmetro hidráulico como relevante no comportamento dos indivíduos testados.…”

“…Foi observado que os indivíduos tenderam a se afastar de pontos onde há picos de tensões, assim como o trabalho de Silva et al (2010) e Sanagiotto et al(2011) conclui. Na vazão de 35l/s, é mais fácil identificar essa estratégia de natação dos indivíduos, porque nesta vazão há maiores áreas com valores altos de tensão de Reynolds.…”

“…As escadas para peixes têm sido utilizadas pelo homem para promover a mitigação de impactos ambientais há muitos anos (PIPER et al, 2012;SANAGIOTTO et al, 2011). No entanto, mesmo com a instalação desses mecanismos, parte da população de peixes migradores não consegue utilizar tais dispositivos (PON et al, 2009;AGOSTINHO et al, 2007).…”

“…Apesar de a literatura apresentar que os peixes percebem especialmente parâmetros hidráulicos relacionados à turbulência (SANAGIOTTO et al, 2011;TARRADE et al, 2011;SILVA et al, 2010;ENDERS et al, 2007) e ao campo de velocidades (SILVA et al, 2010), as respostas biológicas a esses estímulos são pouco conhecidas em espécies neotropicais de peixes. Assim, o conhecimento das respostas biológicas aos parâmetros hidráulicos pode fornecer importantes informações para o dimensionamento de novos mecanismos de transposição mais adequados às espécies de peixes neotropicais (ROS-COE & HINCH 2010;SANTOS et al, 2009;CAS-TRO-SANTOS et al, 2009;).…”