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A energia hidrelétrica é a principal fonte de eletricidade renovável do mundo, gerando mais energia em 2022 do que todas as outras energias renováveis juntas. Porém, embora a energia hidrelétrica esteja ajudando a limpar nossa rede elétrica, ela nem sempre é uma força positiva para os peixes.
As barragens que criam reservatórios nos rios podem alterar os habitats. E para algumas espécies, especialmente aquelas que migram por longas distâncias, as instalações hidrelétricas podem criar barreiras perigosas ou intransponíveis. Em algumas partes do mundo, incluindo os EUA, o Canadá e a Europa, os governos criaram proteções para proteger os ecossistemas dos possíveis danos da energia hidrelétrica.
Novas regulamentações ambientais podem fazer com que as instalações mais antigas enfrentem reformas caras ou forçá-las a fechar completamente. Esse é um grande problema, pois tirar as usinas hidrelétricas da rede elimina uma fonte de energia flexível e de baixa emissão que pode contribuir para o progresso no combate às mudanças climáticas. Novas tecnologias, incluindo turbinas à prova de peixes, poderiam ajudar as concessionárias e os órgãos reguladores a chegar mais perto de um equilíbrio entre a saúde dos ecossistemas fluviais e as metas climáticas globais.
É aí que entram empresas como a Natel Energy. “A empresa começou com dois grandes objetivos: alto desempenho e sobrevivência dos peixes”, diz Gia Schneider, cofundadora e diretora comercial da Natel.
A empresa está fazendo novos projetos para as turbinas que geram eletricidade em usinas hidrelétricas à medida que a água passa pelo equipamento e move suas pás. As lâminas das turbinas convencionais podem se mover a uma velocidade de até 30 metros por segundo, ou cerca de 60 a 70 milhas por hora, diz Schneider. Quando bordas retas e finas estão se movendo tão rapidamente e atingindo peixes, “é bastante óbvio por que isso não é um bom resultado”, diz ela.
O projeto da turbina da Natel se concentra em evitar que o equipamento em movimento rápido faça contato fatal com os peixes. As lâminas têm uma borda dianteira mais espessa que empurra a água para a frente, criando uma zona de estagnação, ou “basicamente um airbag para os peixes”, diz Schneider. As lâminas também são curvas, portanto, mesmo que os peixes sejam atingidos, eles não sofrem um impacto direto.
A empresa testou suas turbinas com uma série de espécies, incluindo enguias americanas, alewife e truta arco-íris. No caso de um estudo recente com enguias americanas, os cientistas descobriram que mais de 99% das enguias sobreviveram após 48 horas de passagem pelo equipamento da Natel. Em comparação, um estudo de 2010 constatou que apenas 40% das enguias europeias marcadas foram capazes de passar pelas turbinas de uma usina hidrelétrica, embora a sobrevivência dependesse muito do tamanho da enguia e do equipamento em questão.
Mudar o projeto das turbinas não ajudará os peixes a sobreviver em todas as usinas de energia: em algumas das maiores usinas com as represas mais altas, as mudanças rápidas na pressão da água podem matar os peixes. No entanto, Schneider afirma que a tecnologia da empresa poderia ser inserida em até metade da frota hidrelétrica existente nos EUA para tornar as usinas mais seguras para os peixes.
A energia hidrelétrica é uma das fontes de energia renovável mais antigas do mundo. Até 2030, mais de 20% das unidades geradoras da frota global terão mais de 55 anos de idade, de acordo com a Agência Internacional de Energia. Atualmente, a idade média de uma usina hidrelétrica nos EUA é de aproximadamente 65 anos.
Nos EUA, as usinas hidrelétricas privadas são licenciadas por uma agência chamada Federal Energy Regulatory Commission por um período de até 50 anos. Aproximadamente 17 gigawatts de instalações hidrelétricas (o suficiente para abastecer 13 milhões de residências) deverão ser relicenciados até 2035, de acordo com a National Hydropower Association.
Desde que muitas dessas instalações entraram em operação, houve mudanças significativas nos requisitos ambientais, e algumas usinas podem enfrentar altos custos e um difícil trabalho de engenharia ao tentar aderir às novas regras e permanecer em operação. A adição de telas para basicamente filtrar os peixes da entrada das usinas hidrelétricas é uma solução em potencial em alguns casos, mas tanto a instalação quanto a manutenção desse sistema podem acrescentar custos significativos. Nessas instalações, a tecnologia da Natel representa uma alternativa, diz Schneider.
A Natel instalou vários projetos no Maine, Oregon e Áustria. Todos eles envolvem turbinas relativamente pequenas, mas a empresa está a caminho de realizar projetos maiores e recentemente venceu um processo de licitação com um parceiro de fabricação para fornecer uma turbina maior, com três metros de diâmetro, para uma usina existente, diz Schnieder. A empresa também está licenciando seus projetos de turbinas à prova de peixes para os fabricantes existentes.
O fato de as empresas de serviços públicos passarem a adotar o projeto à prova de peixes pode depender de como isso afeta a eficiência ou a quantidade de energia que pode ser capturada por um determinado fluxo de água. Os projetos de turbina da Natel serão, em alguns casos, um pouco menos eficientes do que os convencionais atuais, diz Schneider, embora a diferença seja marginal e provavelmente ainda representem uma melhoria em relação aos projetos mais antigos.
Embora às vezes haja um compromisso entre o design seguro para peixes e a eficiência, esse não é o caso de todas as turbinas novas em todos os casos. Um estudo de 2019 do Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA descobriu que um novo projeto melhorou a segurança dos peixes e, ao mesmo tempo, produziu mais energia.
No entanto, a instalação de novas turbinas em usinas hidrelétricas não resolverá todos os desafios ambientais associados à tecnologia. Por exemplo, o novo equipamento só seria relevante para a migração a jusante, como quando as enguias se deslocam dos rios de água doce para o oceano para se reproduzir. Outras soluções ainda seriam necessárias para permitir um caminho para a migração a montante.
Idealmente, a melhor solução para muitas plantas seria provavelmente os desvios ou rampas naturais, que permitem a passagem livre de muitas espécies em ambas as direções, diz Ana T. Silva, cientista pesquisadora sênior do Norwegian Institute for Nature Research. No entanto, devido aos requisitos de espaço, nem sempre é possível instalá-las ou usá-las.
As pessoas vêm tentando melhorar a passagem de peixes há muito tempo, diz Michael Milstein, oficial sênior de assuntos públicos da NOAA Fisheries, parte da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica dos EUA. As soluções existentes atualmente incluem escadas para peixes, nas quais os peixes nadam ou pulam em piscinas sucessivamente mais altas para passar pelas represas. Outras barragens são altas demais para isso, e os peixes são capturados e carregados em caminhões para contorná-las.
O desafio, diz Milstein, é que “cada rio é diferente e cada represa é diferente”. As soluções precisam ser adaptadas a cada situação individual, acrescenta ele; turbinas seguras para peixes seriam mais importantes quando não há desvio e passar por uma instalação é a única opção que os peixes têm.
A questão da proteção dos ecossistemas e do fornecimento de uma passagem segura para os peixes provocou debates acirrados sobre os projetos hidrelétricos existentes no oeste dos EUA e em todo o mundo.
Mesmo com a atual tecnologia de ponta, “nem sempre é possível proporcionar uma passagem suficiente”, diz Milstein. Atualmente, várias represas estão sendo removidas do rio Klamath, no Oregon e no norte da Califórnia, devido aos efeitos sobre os ecossistemas locais. As represas alteraram drasticamente o rio, acabando com o habitat do salmão, da cabeça de aço e da lampreia locais e criando condições ideais para que os parasitas dizimassem as populações de peixes.
No entanto, embora as usinas hidrelétricas possam ter impactos ambientais negativos, a mudança climática também pode ser extremamente prejudicial para a vida selvagem, ressalta Schneider, da Natel. Se muitas usinas hidrelétricas forem fechadas, isso pode deixar uma lacuna que mantém mais combustíveis fósseis na rede, dificultando os esforços para lidar com as mudanças climáticas.
Reduzir o impacto das usinas hidrelétricas sobre os ambientes locais pode ajudar a garantir que mais delas possam permanecer on-line, gerando eletricidade renovável que desempenha um papel importante em nossa rede elétrica. “As turbinas à prova de peixes não resolverão tudo – há muitos, muitos problemas em nossos rios”, diz Schneider. “Mas precisamos começar a lidar com todos eles, portanto, essa é uma ferramenta.”
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Mini bio do Autor
Por Casey Crownhart Casey é repórter de clima na MIT Techonology Review,
especializada em assuntos ligados a energia renovável, transporte e como a tecnologia pode combater as mudanças climáticas.
Casey Crownhart
