Impianti idroelettrici rispettosi dei pesci

Le centrali idroelettriche (HPP) hanno talvolta un forte impatto sull'ambiente. Sbarrano i fiumi, cambiano l'habitat acquatico e ostacolano la migrazione dei pesci, che possono essere feriti mortalmente da turbine, rastrelliere o sfioratori.

La legge svizzera sulla protezione delle acque e la direttiva quadro europea sulle acque mirano a mitigare questi impatti negativi. Ma le turbine eoliche più vecchie, in particolare, spesso non soddisfano i nuovi requisiti - devono essere adattate. Quali misure sono appropriate in un caso specifico deve essere determinato individualmente per ogni centrale.

"È importante includere concetti specifici della regione per il passaggio dei pesci che tengano conto delle esigenze delle specie locali, delle condizioni idrauliche specifiche del sito e della progettazione di ogni centrale", spiega Robert Boes, professore di ingegneria idraulica e capo della stazione sperimentale di ingegneria idraulica, idrologia e glaciologia (VAW) all'ETH di Zurigo.

Impianti idroelettrici studiati in tutta Europa

VAW ha partecipato al progetto quadriennale Horizon 2020 "FIThydro"del Consiglio europeo della ricerca". Un team di progetto di 26 istituzioni di ricerca e aziende europee ha studiato in 17 località di otto paesi come le turbine eoliche influenzano l'ecosistema fluviale e i pesci in particolare. VAW ha contribuito con diversi studi di laboratorio e sul campo, alcuni dei quali realizzati con partner regionali.

In primo luogo, VAW ha studiato i metodi e gli approcci esistenti nelle centrali fluviali Schiffmühle sulla Limmat e Bannwil sull'Aare, così come in laboratorio, per valutare l'impatto ambientale delle turbine eoliche e le misure di risanamento. "Volevamo colmare le lacune di conoscenza e scoprire come possiamo migliorare la situazione attuale e le misure adottate finora", dice Boes.

I pesci migrano a monte e a valle

Per esempio, non si sapeva esattamente quali percorsi di pesca nelle centrali elettriche sono adatti a quali specie e in quali condizioni i pesci possono trovarli. I ricercatori di VAW e i loro partner hanno studiato i flussi (idraulici) alla centrale elettrica di Schiffmühle e hanno marcato i pesci con tag transponder passivi per osservare le loro rotte di migrazione nella zona della centrale. Il monitoraggio mostra che molte specie di pesci nella Limmat utilizzano efficacemente i passaggi tecnici e naturali per muoversi a monte.

I pesci che migrano a valle devono nuotare attraverso le turbine delle centrali idroelettriche se non ci sono mezzi alternativi di discesa. Così facendo, i pesci possono ferirsi sulle pale della turbina. Inoltre, sono esposti a una pressione altamente fluttuante. Alla turbina eolica di Bannwil, i partner del progetto hanno studiato il passaggio dei pesci a valle attraverso le turbine e lo sbarramento in modo più dettagliato utilizzando sensori ad alta tecnologia, tecnologia di monitoraggio e modelli.

Questo ha dimostrato che il passaggio nelle centrali idroelettriche può essere pericoloso per i pesci non solo a causa delle turbine: Quando scendono sulle dighe, possono anche essere feriti dalle forti correnti nel bacino di calma o perdere l'orientamento, rendendoli facile preda dei predatori. "I nostri risultati possono aiutare a sviluppare turbine compatibili con i pesci, ad adattare il funzionamento della centrale durante i periodi di migrazione dei pesci e a permettere una discesa sicura dei pesci attraverso lo sbarramento", spiega Ismail Albayrak, Senior Scientist e Project Manager di VAW.

Un nuovo sistema di guida per i pesci

Inoltre, i ricercatori del VAW hanno condotto ampi esperimenti idraulici con rastrelli in laboratorio per capire meglio il comportamento delle specie ittiche locali nei flussi turbolenti. Su questa base, hanno sviluppato un nuovo sistema di protezione e guida per i pesci che migrano a valle, chiamato Curved Bar Rack Bypass System (CBR-BS).

Il nucleo del CBR-BS è un rastrello verticale con barre di forma speciale. Questi creano forti vortici locali che dirigono il pesce lontano dal rastrello e verso un bypass. Questo permette al rastrello di guidare in modo sicuro una varietà di specie di pesci di diverse dimensioni oltre la turbina. Allo stesso tempo, il sistema di protezione è progettato per avere solo un impatto minimo sul funzionamento della turbina eolica.

"FIThydro" è stato ufficialmente completato alla fine del 2020. Tuttavia, non ci sono ancora soluzioni provate e testate per la protezione dei pesci e la migrazione dei pesci in Europa, specialmente per le grandi turbine eoliche, sottolineano gli scienziati. Per Boes e Albayrak, è chiaro che continueranno la loro ricerca. "Il prossimo passo logico è un impianto pilota e dimostrativo in cui vogliamo testare un sistema di bypass CBR in condizioni reali", dice il professore di ingegneria idraulica.

Strumenti liberamente accessibili e wiki

Oltre a numerosi casi di studio su parchi eolici in tutta Europa, il consorzio FIThydro ha anche sviluppato nuovi metodi e strumenti di valutazione che sono ora liberamente disponibili. Questi includono un indice di vulnerabilità della popolazione ittica, simulazioni di migrazione dei pesci e uno strumento di supporto decisionale per la pianificazione delle misure. Inoltre, un wiki fornisce informazioni dettagliate sui risultati dei casi di studio e sulle soluzioni esistenti e di recente sviluppo per i passaggi dei pesci.

Fonte: Notizie, ETH Zurigo

Ulteriori informazioni sull'argomento Scala per pesci sono anche disponibili presso l'Associazione svizzera della pesca.