A TRANSPOSIÇÃO MANUAL DE PEIXES EM BARRAMENTOS DE USINAS HIDRELÉTRICAS

Pompeu, Paulo, S. - Martinez, Carlos, B. Universidade Federal de Minas Gerais

Centro de Pesquisas Hidráulicas Av. Antônio Carlos 6627. CEP 31270.901 E-mail: pompeups@uai.com.br

Belo Horizonte, MG – Brasil

RESUMO Este trabalho apresenta a avaliação do uso da transposição manual de peixes como ação emergencial para garantir a migração, e como ferramenta de planejamento para aquelas barragens em que ainda não foram implantados estes mecanismos. O processo de transposição manual, aqui avaliado, foi implantado junto à barragem da Usina de Santa Clara durante o período de piracema de 2002/2003. Esse teve como objetivos atender a legislação vigente e fornecer informações para a melhor operação do elevador para peixes que foi implantado no ano seguinte. Durante quatro meses, peixes foram capturados por pescadores profissionais a jusante da barragem e transportados para montante. Além da possibilidade de se transpor um número considerável de peixes, a transposição manual, através da marcação de peixes, possibilitou a avaliação da possibilidade de retorno dos peixes para jusante, que se deu principalmente através dos vertedores. .

INTRODUÇÃO O barramento de rios causa profundas modificações no ambiente aquático e nas comunidades aí presentes [Sale 1985]. Entre as comunidades aquáticas, destacam-se os impactos sobre os peixes, principalmente por serem elementos mais facilmente visualizáveis no ambiente, por apresentarem valor econômico (pesca) e por serem sensíveis à mudanças ocorridas em outros componentes do sistema aquático. Para os peixes migradores as barragens constituem, em sua maior parte, obstáculos intransponíveis, alterando, ou mesmo impedindo sua reprodução. Embora apenas uma pequena fração das espécies de peixes sul-americanas realize grandes migrações [Petrere Jr. 1985], devido ao seu maior tamanho [Lamas 1993] e sua maior abundância [Northcote 1978], estes são os mais importantes para as pescas profissional [Goulding 1979; Bittencourt & Cox-Fernandes 1990; Godinho 1993] e amadora. Muitas alternativas para minimizar os efeitos adversos dos barramentos sobre a migração dos peixes têm sido propostas e implementadas.

Entretanto, este é um processo complexo que exige estratégias integradas entre diversas áreas e profissionais, em especial, biólogos e engenheiros. Entre as estratégias empregadas para atenuar os efeitos do bloqueio exercido por barramentos na migração dos peixes está a construção de mecanismos de transposição. Estas estruturas hidráulicas têm como objetivo principal permitir a subida e/ou descida dos peixes. A legislação recente de alguns estados brasileiros tem tornado obrigatória sua construção em barragens, incluídas aquelas já implantadas. No entanto, esta é uma tendência mundial que tende a ser incorporada pela legislação dos diversos países onde são encontradas espécies de peixes migradoras. Este trabalho avaliou a transposição manual de peixes como alternativa emergencial para garantir a migração, e como ferramenta de planejamento para aquelas barragens em que ainda não foram implantados estes mecanismos.

LOCAL DE ESTUDOS O rio Mucuri faz parte do conjunto de bacias independentes que drenam a região leste do Brasil. Sua área total de drenagem é de 15.100 km2. Seu regime hidrológico caracteriza-se por duas estações bem definidas, seca e chuvosa, com maiores vazões de novembro a abril. A Usina Hidrelétrica de Santa Clara está localizada no rio Mucuri a cerca de 80 km de sua foz, no oceano Atlântico (Figura 1). As obras para a construção da barragem iniciaram-se em 1999, sendo que a primeira turbina entrou em operação em fevereiro de 2002. Sua barragem de concreto possui 60 metros de altura máxima sobre as fundações e 240 metros de comprimento. Pelo menos seis espécies de peixes de água doce do rio Mucuri podem ser consideradas potencialmente migradoras, todas elas dos gêneros Prochilodus, Leporinus e Brycon. METODOLOGIA Processo de transposição manual foi implantado junto à barragem da Usina de Santa Clara durante o período de piracema de 2002/2003.

Além de atender a legislação vigente, este procedimento teve como objetivo levantar informações para a melhor operação de um elevador para peixes, implantado no ano seguinte. Durante quatro meses, peixes foram capturados por pescadores profissionais a jusante da barragem e transportados para montante. Cada peixe capturado foi identificado, medido e marcado antes de sua liberação no reservatório.

Figura 1. Barragem da Usina de Santa Clara.

RESULTADOS E DISCUSSÃO Durante o período de estudos foram capturados mais de 43 mil exemplares de 33 espécies de peixes, representando a maior parte da fauna do rio Mucuri encontrada a jusante da barragem da Usina de Santa Clara. Dentre as cinco espécies de peixe com o maior número de indivíduos transpostos, estiveram incluídas aquelas reconhecidamente migradoras (Tabela 1), evidenciando o bom direcionamento dos esforços de captura. Também foi capturado um grande número de espécies de origem marinha. A presença destas espécies no rio Mucuri está ligada ao seu uso como lar de alimentação, já que sua desova não ocorre em água doce, mas sim, nas áreas estuarinas [Vasquez, 1983; Tucker & Campbell, 1998; Bizerril & Costa, 2002]. Tabela 1. Número de indivíduos capturados por espécie.

Espécie N Pogonopoma wertheimeri 18871 Prochilodus vimboides

1 17017

Leporinus conirostris1 2948

Leporinus steindachnerii1 1382

Brycon ferox1 1016

Prochilodus costatus1 656

Diapterus rhombeus2 230

Mugil curema2 174

Centropomus paralellus2 148

Cyphocharax gilbert 130 Oreochromis niloticus 129 Leporinus copelandii

1 108

Centropomus undecimallis2 67

Hypostomus affinis 65 Pachyurus adspersus 52 Hoplias malabaricus 46 Geophagus brasiliensis 42 Hypostomus luetkeni 33 Megalops atlanticus

2 29

Leporinus mormyrops 26 Rhamdia quelen 12 Clarias gariepinnus 10 Charanx latus

2 9

Genidens genidens2 9

Cichla monoclus 7 Parauchenipterus striatulus 6 Outras espécies 13

1 = espécies migradoras; 2 = espécies marinhas.

Do total de indivíduos capturados, apenas 321 morreram durante a captura e manuseio, correspondendo a uma taxa de mortalidade de apenas 0,74 %. No entanto, algumas espécies se mostraram particularmente sensíveis, como aquelas de origem marinha e do gênero Brycon.

Assim, o uso da captura manual deve ser ponderado, quando da sua utilização em ambientes em que estes organismos são encontrados em grande abundância.

Dos indivíduos capturados, 15.474, distribuídos entre 29 espécies, foram selecionados e marcados antes de sua liberação no reservatório. A maior parte dos exemplares marcados pertenciam às espécies migradoras da bacia, como curimatás (Prochilodus spp.), piaus (Leporinus spp.) e piabanha (Brycon ferox), além do cascudo preto (P. wertheimeri). Ao longo do período de estudos 29 exemplares que haviam sido capturados, marcados e liberados a montante no reservatório foram recapturados a jusante, indicando sua passagem pelas estruturas da barragem. A maioria destas recapturas ocorreu de 30 a 75 dias após a liberação dos indivíduos marcados no reservatório, sendo a maior parte delas, durante ou imediatamente após um período com vertimentos pela barragem (Figura 2). Apenas um único exemplar, de cascudo-preto (P. wertheimeri), foi capturado e posteriormente recapturado em um período durante o qual não foi realizado nenhum vertimento. Em um dos indivíduos recapturados a jusante, foi observado processo de regeneração de escamas ao longo de uma de suas laterais. Além disto, não foram observados quaisquer danos externos aparentes.

Figura 2. Vazão vertida, vazão total do rio Mucuri e número de indivíduos recapturados a jusante ao longo do período de estudos

Para as bacias sul-americanas, os movimentos migratórios podem ser descritos segundo os modelos apresentados por Petrere [1985] e Godinho & Pompeu [2003]. Sazonalmente, os adultos migram dos sítios de alimentação para locais de reprodução, em processo conhecido

popularmente como piracema. Geralmente, este processo acontece rio acima. No entanto, embora a piracema constitua o movimento migratório mais evidente, os deslocamentos dos peixes migradores ainda incluem o carreamento de ovos e larvas, rio abaixo, em direção às várzeas e lagoas marginais, o movimento de retorno dos adultos para os sítios de alimentação e movimentos de indivíduos jovens em direção ao rio ou a pequenos córregos (Figura 3). No entanto, não existem estudos disponíveis sobre a possibilidade de passagem de peixes para jusante através das estruturas de barragens implantadas na América do Sul.

Sítio de desova

(rio)

Sítio dealimentação

(rio)

Sítio de desenvolvimento

inicial(planície de inundação)

Sítio derefúgio

(ribeirões)

Ovos e larvas

Jovens

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Jovens e adultos

Adu

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(p

irac

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Figura 3. Modelo geral dos movimentos dos peixes migradores da bacia dos rios Paraná e São Francisco [Godinho & Pompeu, 2003]. Nos cursos d’água sob condições naturais, sem interferências de barreiras artificiais, peixes são submetidos a valores de pressão próximos à pressão atmosférica, atingindo um máximo de 2 a 5 atmosferas quando no fundo. No entanto, empreendimentos hidroelétricos criam condições ambientais bastante diversas. Dependendo do arranjo da usina, o grande fluxo de água na tomada d’água pode atrair os peixes até as turbinas, onde eles podem sofrer uma série de danos. Assim, o principal obstáculo à migração para jusante através de usinas hidrelétricas está relacionado às taxas de mortalidade que podem ocorrer quando da passagem pelas turbinas, embora a passagem pelos vertedores também possa constituir um problema.

O uso de estruturas para minimizar este problema é relativamente novo, sendo que os principais relatos datam de pouco mais de 50 anos [Therrien & Bourgeois 2000]. No entanto, somente nas últimas décadas seu uso começou a se popularizar na América do Norte. Na América do Sul, nenhuma estrutura com esta finalidade foi instalada até o momento. Variação súbita na pressão, choque e atrito contra as pás, desorientação devido à elevada turbulência no canal de fuga e conseqüente maior suscetibilidade a predadores são as principais causas de morte ou ferimentos de peixes migradores enquanto passam através das turbinas [Cada, 2001]. Estudos das taxas de mortalidade quando da passagem de peixes por turbinas, realizados principalmente com salmonídeos, indicam que estas taxas variam de 0% a 100 % em turbinas Francis [Therrien & Bourgeois 2000], sendo raramente menor que 10 % [Eicher et al. 1987]. As taxas de mortalidade variam de 0 a 90 % em turbinas do tipo “hélice”, estando geralmente entre 5 % e 20 %, com o valor médio de 15 % [Therrien & Bourgeois 2000]. Neste estudo, foram consideradas do tipo “hélice” as turbinas Kaplan, Bulbo e as Kaplan horizontais conhecidas como turbinas tubulares. Todos os peixes migradores do rio Mucuri pertencem à ordem dos Characiformes. São nadadores rápidos e de coluna, tendo sido comparados aos salmonídeos quando do estudo de mecanismos de transposição de peixes no Brasil. No caso da barragem da Usina Hidrelétrica de Santa Clara, além da grande chance de sofrer sérios danos através do choque com os componentes da turbina, peixes são submetidos a variações bruscas de pressão da ordem de até cinco atmosferas, valor muito superior àqueles experimentados em condições naturais. De fato, o estudo desenvolvido indica que nesta usina a taxa de mortalidade dos peixes que passam pelas turbinas deve ser elevada. Apenas 3.5 % dos peixes recapturados a jusante parecem ter utilizado com sucesso esta passagem, ao invés dos vertedores. Mortalidade durante a passagem pelos vertedores também pode ocorrer devido ao choque, quando a altura da barragem é expressiva, ou através da supersaturação de gases. Este choque pode ocorrer contra as estruturas da barragem,ou contra o leito e margens do rio.

Desenho adequado do vertedor pode reduzir expressivamente este tipo de injúria assim como as condições hidráulicas da bacia de dissipação e canal de fuga influenciarão a sobrevivência dos peixes a jusante [Therrien & Bourgeois 2000]. A queda máxima para permitir a total sobrevivência do salmão-do-pacífico foi estimada em 21 a 40 m para jovens (15-18 cm de comprimento) e de aproximadamente 13 m para os adultos (maiores que 60 cm) [Ruggles & Murray 1983]. Acima desta altura, a mortalidade varia com a espécie, altura da barragem e localização do vertedouro. Mesmo assim , estudos indicam que espécies anádromas possuem 98% de chance de sobrevivência quando submetida a uma queda livre de 90 m [Ruggles & Murray 1983]. Supersaturação por nitrogênio está relacionada à altura da queda e características do escoamento vertido [Clay 1995]. Considerando que os peixes ultrapassam a barragem de Santa Clara para jusante através dos vertedores, eles são submetidos a velocidade da ordem de 15 m/s junto às comportas. O tipo de vertedor utilizado, com salto de esqui, tem como vantagem a redução da abrasão contra a superfície do vertedouro, devido à lamina d’água liberada, e redução da probabilidade de choque devido à bacia de dissipação (colchão d’água) com volume de água aparentemente satisfatório. Apesar de constituir uma rota disponível para a migração dos peixes em direção às áreas de jusante, um número relativamente pequeno de exemplares foi capaz de utilizar vertedores da Usina de Santa Clara para este fim. Esta rota também apresentou uma importante seletividade para algumas espécies e classes de tamanho. No entanto, é importante salientar que as atividades de recaptura duraram apenas quatro meses. Após este período, pelo menos outros dez peixes foram recapturados a jusante por pescadores locais e através do programa de monitoramento do elevador para peixes implantado no ano seguinte. CONCLUSÕES Além da possibilidade de se transpor um número considerável de peixes, comparável ao número de exemplares transpostos por algumas das escadas para peixes construídas no Brasil, a transposição manual, através da marcação de peixes, possibilitou a avaliação da possibilidade de retorno dos peixes para jusante, que se deu principalmente através dos vertedores. Os dados obtidos também forneceram informações fundamentais para a operação de um elevador

para peixes, implantado no ano seguinte a este estudo. Assim, a transposição manual surge como alternativa emergencial de atendimento à legislação, seja durante o projeto ou construção de mecanismos definitivos em barragens de pequenas centrais hidrelétricas já existentes, ou mesmo durante períodos de desvio do rio em barragens em construção, atenuando os efeitos destes empreendimentos sobre a comunidade de peixes. Adicionalmente, quando efetuada com rigor técnico e científico, este procedimento pode propoorcionar levantamento de informações inéditas sobre o comportamento dos peixes sul-americanos frente à Pequenas Centrais Hidrelétricas. AGRADECIMENTOS À Centrais Elétricas Santa Clara, Limiar Engenharia e Universidade Federal de Minas Gerais pelo apoio logístico e financeiro. REFERÊNCIAS BITTENCOURT, M. M. & COX-FERNANDES, C. (1990). Peixes migradores sustentam pesca comercial. Ciência Hoje, 11(64): 20-24. BIZERRIL, C. R. S. F. & COSTA, P. R. (2002). Peixes marinhos do Estado do Rio de Janeiro. SEMADS/GTZ, Rio de Janeiro. 234p, 2002. CADA, F. G. (2001). The Development of Advanced Hydroelectric turbines to Improve Fish Passage Survival. Fisheries 26 (9): 14-23. CLAY, C. H. (1995). Design of Fishways and Other Fish Facilities. Second Edition, CRC Press, Boca Raton, Florida. 248p. EICHER, G. J., BELL, M. C., CAMPBELL, C. J., CRAVEN, R. E. & WERT, M. A. (1987). Turbine-related fish mortality:review and evaluation of studies. Final report prepared for

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NORTHCOTE, T. G. (1978). Migratory strategies in production in freshwater fishes. p. 326-359. In: S.D. GERKING (ed.). Ecology of freshwater fish production. Oxford: Blakwell Scientific Publications, 520p. PETRERE Jr., M. (1985). Migraciones de peces de agua dulce en America Latina: algunos comentarios. COPESCAL Doc. Ocas., 1: 17p. RUGGLES, C. P. & MURRAY, D. G. (1983). A Review of Fish Response to Spillways. Canadian Technical Report of Fisheries and

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Scientist, 51(1): 1-6. VASQUEZ, R. (1983). Ecosistema acuatico del lago Bayano: Un embalse tropical. IRHE, Panamá.