Os países em desenvolvimento estão planejando expandir drasticamente a geração de energia hidrelétrica em sua necessidade desesperada de eletricidade e irrigação. É também uma decisão estratégica de usar seus próprios recursos. A hidrelétrica é uma excelente maneira de aumentar a produção de energia sem hipotecar o futuro do seu país com os combustíveis fósseis de outro país.
Mais de seiscentas barragens hidrelétricas estão atualmente em construção e mais de 3.000 estão planejadas para o futuro próximo. A maioria destes locais está na Ásia e na América Latina (Vox.com). Isto duplicaria a quantidade de energia hidrelétrica no mundo (ver figura abaixo).
Esta quantidade de energia hidrelétrica exigirá cerca de 3 trilhões de dólares em investimentos e produzirá cerca de 60 trilhões de kWhs de eletricidade até meados do século. Ela fornecerá água para irrigação e energia suficiente para tirar quase um bilhão de pessoas da pobreza abjeta. E essa quantidade de energia hidrelétrica evitaria que 50 bilhões de toneladas de emissões de carbono entrassem na atmosfera.
Quem não adoraria isso?
Os países em desenvolvimento estão planejando expandir drasticamente a geração de energia hidrelétrica em sua… necessidade desesperada de eletricidade e irrigação, e como uma decisão estratégica de usar seus próprios recursos para fornecer uma geração de carga base confiável de baixo carbono a longo prazo. Mas há custos ocultos para o planeta e para muitos dos meios de vida dos seus cidadãos que precisam de ser mitigados. Ou estamos perante mais algumas consequências involuntárias. Aqui está a Barragem McNary ao longo do Rio Columbia, na fronteira Washington-Oregon. Fonte: McNary: DOE EERE
Mas há outro lado desta história. Uma dramática expansão da hidro, especialmente em regiões tropicais onde muitos desses países em desenvolvimento estão, também afetará dramaticamente os ecossistemas fluviais. Há até perguntas sobre os aspectos de baixo carbono da energia hidrelétrica, embora sejam exageradas.
A busca de energia barata pode muito bem represar a maioria dos rios importantes deste planeta.
As barragens hidrelétricas podem prejudicar espécies de peixes de rio, a maioria das quais já estão em perigo ou em risco. Na verdade, os peixes de água doce são um dos grupos de vertebrados mais imperiosos da Terra. A perda destes peixes, mesmo localmente, pode prejudicar sociedades e economias que dependem do rio. Como a maioria destas sociedades também são pobres e têm um rápido crescimento populacional, isto torna-se um duplo martelo.
Top: Mais de seiscentas grandes barragens hidroeléctricas estão actualmente em construção (pontos azuis – 17%)… e mais de 3.000 estão planeadas para o quase futuro (pontos vermelhos – 83%), principalmente na Ásia e América Latina. Esse crescimento das hidrelétricas proporcionaria água e energia suficientes para tirar quase um bilhão de pessoas da pobreza abjeta e evitaria 50 bilhões de toneladas de emissões de carbono até meados do século. Note que nenhuma está planejada nos Estados Unidos ou na Europa Ocidental, onde a maioria das plantas existentes estão agora. No fundo: As barragens hidroeléctricas existentes. Fonte: Christiane Zarfl et al, Ciências Aquáticas (DOI: 10.1007/s00027-014-0377-0)
Durante a aproximação inicial dos peixes a uma barragem hidroeléctrica, a pressão aumenta nas águas profundas por detrás da barragem. Os peixes entram então em um tubo de sucção ou nadam sob um portão, onde há uma descompressão rápida e um surto de água. A velocidade frequentemente excede a velocidade a que os peixes podem manter o controlo da sua própria natação, atirando-os e batendo-os em objectos, paredes ou outros peixes. Eles são agredidos enquanto são arrastados através do sistema.
Finalmente, os peixes entram no rio a jusante da barragem onde fortes ventos e violentas misturas de diferentes águas causam tensões de cisalhamento que podem arrancar escamas e barbatanas ou causar a morte.
Danos físicos resultantes de rápidas mudanças de pressão é chamado de trauma barométrico, ou barotrauma (ver figura barotrauma abaixo). A descompressão rápida pode arrancar órgãos internos como intestinos, o esôfago, o estômago e as bexigas natatórias. Seus olhos podem saltar para fora.
Pense no barotrauma de Arnold Schwarzenegger no final do Total Recall quando ele foi jogado na superfície marciana para morrer de descompressão em sua atmosfera fina.
As lesões sofridas pelos peixes ao passarem por barragens hidroeléctricas incluem ser esmurrados contra objectos nas… águas violentas e barotrauma – danos induzidos pela pressão, tais como arrancar parte do interior do peixe, visto aqui como embolias (bolhas) no olho de um salmão Chinook juvenil enquanto os seus olhos saltavam para fora. Quando rapidamente descomprimido, a bexiga natatória do peixe, usada para manter a flutuabilidade, pode romper e o gás pode entrar nos órgãos, tecidos e, neste caso, no olho. Crédito: PNNL Ecology Group
A gravidade destes efeitos nocivos é decidida por:
– a cabeça de operação ou diferença de elevação nas águas à frente e atrás da barragem
– o desenho da planta
– a hidrologia do local
– a tolerância individual de cada espécie de peixe
– o conhecimento destes efeitos deve permitir-nos desenhar melhor hidrelétricas amigas dos peixes. Este assunto está agora sendo seriamente estudado.
Richard Brown e colaboradores do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico estão estudando o barotrauma de perto. As bexigas marrons são um órgão alvo particularmente comum uma vez que tem muito ar dentro. E a maioria dos peixes tem bexigas de natação. Duas das poucas exceções são lampreias e hagfish.
Espécies como o salmão têm um único episódio reprodutivo no rio antes da morte. Assim, a única fase da vida que pode ser afectada pela passagem a jusante é o salmão juvenil. Outros peixes, como a truta, passam por turbinas mais de uma vez enquanto migram de volta para o oceano após a desova e se movem para frente e para trás dentro do rio.
Outra questão, de acordo com Brown et al, 2014, envolve grandes rios de planície de inundação no sudeste da Ásia, América do Sul e Austrália, onde a deriva de ovos e larvas é uma parte comum da vida de muitos peixes e aumenta a probabilidade de encontrar barragens. Mesmo na América do Norte, os ovos de valleye e esturjão, larvas e pequenos juvenis podem derivar por longas distâncias e sua fragilidade os torna altamente suscetíveis ao barotrauma.
“Compreender a ecologia e o tempo de deriva das larvas, assim como o tempo da primeira insuflação da bexiga natatória na vida de um peixe, será crítico para compreender a sua susceptibilidade ao barotrauma”
Conhecer a hidráulica das barragens e a biologia, ciclos de vida e desenvolvimento dos peixes jovens, permitirá melhores projectos de barragens hidroeléctricas. As turbinas podem ser modificadas para evitar mudanças de pressão rápidas e grandes. Isto também ajudará a reduzir o desgaste das próprias turbinas. Rotas alternativas através do sistema por peixes, sem desviar muita água, permitirão aos peixes sobreviver melhor a esta manopla.
Mas as opções de mitigação são caras. E não se sabe se os países em desenvolvimento podem pagá-las ou se optarão por implementá-las. Ao longo do nosso próprio rio Columbia aqui no Noroeste do Pacífico, mais de 7 bilhões de dólares foram gastos desde 1950 em esforços para salvar espécies de salmão por aumento de estoque, construindo caminhos de pesca como escadas ou degraus, triando desvios de irrigação, reabilitando o habitat e fornecendo passagem a jusante. Mesmo assim, ainda dependemos da produção de incubadoras ao longo do rio para salvar estas espécies da extinção.
No entanto, as fixações atuais nos Estados Unidos foram desenvolvidas em grande parte para o salmão, e podem não transferir bem para várias espécies de água doce em diferentes locais ao redor do mundo.
Barragens em regiões tropicais apresentam um desafio diferente do que as zonas temperadas. Os peixes em muitas planícies tropicais são adaptados a mudanças extraordinárias entre as estações úmidas e secas. A reprodução e o crescimento são otimizados durante a estação úmida, quando enormes fluxos de água geram habitat de desova, viveiro e alimentação tanto para peixes adultos quanto juvenis.
Durante a estação seca, a secagem completa ou a geração de uma série de piscinas de refúgio torna difícil encontrar habitat para sobrevivência. Em ambos os casos, a alta conectividade dos habitats é crítica para permitir o livre movimento dos peixes dentro e entre os habitats do rio e da planície de inundação.
É fácil imaginar a dificuldade de projectar uma barragem hidroeléctrica nestes ecossistemas que possa preservar as condições sazonais húmidas e secas correctas e operar enquanto permite o livre movimento entre os diferentes habitats.
Por isso, é essencial que nós, no mundo desenvolvido, ajudemos a educar aqueles governos que querem construir barragens hidrelétricas e fornecer novos projetos favoráveis aos peixes que, se adotados, viriam com incentivos econômicos do Banco Mundial e das Nações Unidas.
Se o mundo quiser duplicar sua produção hidrelétrica, é melhor torná-la segura. E nós podemos.
Outros, os custos para o planeta e seus habitantes podem ser maiores do que podemos pagar.
Pós-post nota: Um artigo publicado hoje mesmo no American Institute of Physics’ Review of Scientific Instruments, descreve um peixe sintético, o Peixe Sensor, que é um pequeno dispositivo tubular cheio de sensores que analisam o stress físico que os peixes experimentam durante esta luva através de barragens hidroeléctricas e fornecerá dados essenciais para a concepção de barragens mais amigas dos peixes.