A adição de uma passagem para peixes semelhantes à natureza a uma barragem do rio Susquehanna, na Pensilvânia, deve permitir que os peixes migrantes cheguem mais facilmente aos locais de desova, de acordo com pesquisadores da Penn State.

“A ideia básica é abrir parte da barragem e depois deixar os peixes passarem, "disse Xiaofeng Liu, professor assistente de engenharia civil e investigador principal do projeto. "Parece tão simples, Mas isso não. Os peixes são muito exigentes em termos de velocidade de fluxo, turbulência, flutuação e até temperatura e qualidade da água. Todas essas coisas precisam vir juntas. "

Os peixes migratórios que caminhavam ao longo do rio Susquehanna na Baía de Chesapeake durante a época de desova costumavam ser tão abundantes, eles criaram uma próspera indústria de pesca comercial. Eles também foram uma fonte primária de alimento para os nativos americanos e ajudaram os primeiros colonizadores europeus a combater a fome. Quando a represa York Haven foi construída em 1904, Contudo, e três barragens adicionais logo depois, eles fecham o curso do rio, colocando a indústria pesqueira - e o futuro dos próprios peixes - em risco de extinção.

Embora alguns dos peixes tenham se adaptado e encontrado locais alternativos para colocar seus ovos, suas populações ainda despencaram. Antes que a barragem fosse construída e os humanos poluíssem o rio, dezenas de milhões de peixes nadaram contra a corrente todos os anos durante a corrida de peixes da primavera. Na verdade, na primavera de 1827, 15 milhões de peixes foram pescados na foz do rio, tantos que alguns foram transformados em fertilizantes. Contudo, na década de 1980, biólogos estimaram a população remanescente da sombra americana, outrora o principal peixe da Susquehanna, estar aos milhares ao longo do rio e na baía.

Nas últimas décadas, esforços têm sido feitos para reabrir gradualmente o rio e seus afluentes para peixes migratórios. York Haven agora usa uma escada de peixe, que permite que os peixes passem sobre a barragem nadando e saltando uma série de passos curtos, enquanto as outras três barragens - Safe Harbor, Holtwood e Conowingo - todos usam elevadores de peixes, que funcionam como um elevador, para transportar os peixes para o outro lado da barragem.

Apesar desses esforços, as escadas e elevadores mostram apenas um sucesso limitado, uma vez que os peixes ainda precisam encontrar seu caminho através de passagens ou em uma câmara de elevador e, em seguida, passar por todas as quatro represas. Freqüentemente, os peixes ficam confusos e se perdem ao longo do caminho. Para melhorar a situação, Liu e seus colegas estão desenvolvendo uma passagem para peixes "parecida com a natureza" para York Haven, um design que eles esperam usar em outros locais também.

Para criar a passagem, parte da barragem será removida e substituída por uma estrutura no riacho que imitará o que os peixes encontram ao migrar na natureza. Uma vez que as condições hidráulicas são complexas nesses locais, tanto a modelagem computacional quanto a modelagem física serão usadas para diminuir as incertezas que podem ocorrer em diferentes condições de fluxo.

A equipe utilizará um modelo computacional 3-D de alta resolução para observar o fluxo turbulento e um segundo modelo para rastrear o movimento dos peixes. Eles vão combinar esses resultados com um exame físico, modelo em escala reduzida que lhes permitirá ver as características de fluxo ideais e como as espécies de peixes-alvo, o sável americano e a enguia, irá responder a essas condições.

"Por aqui, nas áreas montanhosas, esses riachos e riachos têm muitos pedregulhos e pedras e árvores caídas no canal, "Liu disse." Esse é o estado natural do canal e os peixes se adaptaram biologicamente a isso através da evolução. "

Para simular os detritos naturais na área, os pesquisadores criarão um modelo que inclui mais de 600 pedregulhos de 4 a 6 pés, bem como diferentes condições de fluxo para as diferentes necessidades dos peixes.

"Basicamente, é como uma rampa com paradas para os peixes subirem, "Liu disse." Mas a rampa pode ser muito longa ou a elevação é muito alta para certos peixes, então vamos fornecer a eles áreas de descanso para que possam nadar pelas corredeiras entre as pedras e quando estiverem cansados, eles podem descansar na área de esteira atrás das pedras. "

Uma vez que o modelo de sucesso foi desenvolvido, a equipe vai passar para a Cube Hydro Partners, LLC, o proprietário e operador da usina hidrelétrica York Haven e parceiro de financiamento do projeto.

"É importante para a Cube Hydro garantir que nossos projetos sejam concebidos e operados de forma ambientalmente correta e sustentável, "disse Rick Cunningham, Diretor de Marketing e Vendas da Cube Hydro. "Parcerias com instituições líderes reforçam nossa filosofia e fornecem aplicações do mundo real para a próxima geração de líderes da indústria hidrelétrica."

A empresa espera que o projeto forneça informações críticas e dados quantitativos que irão melhorar seu design e possam ser usados ​​por outras pessoas.

"Esta é uma excelente oportunidade para trabalharmos com uma empresa de energia em uma importante questão ambiental, "disse o co-investigador principal Peggy Johnson, reitor do Schreyer Honors College e professor de engenharia civil. "Criar uma passagem de peixes funcional e sustentável requer pesquisa interdisciplinar e visa restaurar um ambiente saudável no rio."