Nel progetto europeo FIThydro, I ricercatori di TalTech hanno lavorato con partner industriali per studiare le centrali idroelettriche esistenti. Insieme ai ricercatori di tutta Europa, hanno sviluppato nuovi metodi e tecnologie di valutazione con l'obiettivo di rendere l'energia idroelettrica più rispettosa dei pesci e sostenibile per l'ambiente.

L'energia idroelettrica è una delle fonti di energia rinnovabile più importanti e ampiamente utilizzate. Il grande vantaggio:è molto meno dipendente dalle condizioni meteorologiche rispetto all'energia eolica e solare. Però, l'utilizzo delle centrali idroelettriche comporta anche importanti interventi in ambito ambientale, compreso lo sbarramento dei fiumi, cambiamenti negli habitat acquatici, e mortalità dei pesci attraverso le turbine, sfioratori o schermi.

La riduzione di questi effetti ecologici negativi è uno degli obiettivi della Direttiva Quadro Europea sulle Acque. Però, le vecchie centrali idroelettriche, in particolare, spesso non soddisfano questi nuovi requisiti e devono essere adattate prima che la loro certificazione possa essere rinnovata. La decisione sulle misure economicamente valide per l'attuazione di questi cambiamenti deve essere presa individualmente per ogni centrale idroelettrica, "È importante adattare le soluzioni esistenti ai fattori specifici del sito di ogni impianto, " spiega il prof. Peter Rutschmann dell'Università tecnica di Monaco e coordinatore del progetto FIThydro.

Studiare gli impianti idroelettrici in tutta Europa

Nel progetto quadriennale dell'UE FIThydro (Fishfriendly Innovation Technologies for Hydropower), un gruppo di lavoro composto da 26 istituti di ricerca e aziende europee ha studiato gli effetti delle centrali idroelettriche sugli ecosistemi e in particolare sui pesci in 17 siti di prova in otto paesi. "Era importante per noi che i siti di test riflettessero le diverse aree geografiche, condizioni idromorfologiche e climatiche in modo che i nostri risultati siano applicabili a un'ampia gamma di centrali idroelettriche in Europa, " spiega il prof. Rutschmann.

"Pesce elettronico" misura passaggio turbina

Esistono anche lacune nelle conoscenze esistenti sulle misure efficaci di migrazione dei pesci a monte ea valle, ad esempio quali scale di pesci sono adatte per quali specie o quali condizioni sono ideali per i pesci per trovarle. Durante la migrazione a valle, i pesci possono nuotare attraverso le turbine idroelettriche e, a parte il rischio di lesioni alle pale della turbina, sono esposti a enormi variazioni di pressione. "Con questi sensori, possiamo testare le condizioni estreme di pesci e altre esperienze di vita acquatica che passano attraverso le turbine. Questo può aiutare a ridurre il numero di esperimenti con pesci vivi necessari, e fornire agli operatori nuove informazioni su come possono rendere le loro strutture più adatte ai pesci", spiega il dott. Jeffrey Tuhtan, che guida il team di sensori di TalTech.

Per confrontare i sensori con l'esperienza dei pesci vivi, colleghi di INBO Belgio insieme a TalTech hanno studiato il rischio multispecie di lesioni e mortalità durante il passaggio a valle attraverso una grande vite idrodinamica di Archimede per breme (Abramis brama), anguilla (Anguilla anguilla), e triotto (Rutilus rutilus) in combinazione con sensori passivi che registrano la pressione, accelerazione, e velocità di rotazione. "Il nostro lavoro ha escogitato diversi nuovi modi per valutare il passaggio a valle per pesci e sensori, inclusi i tempi e la durata degli eventi di impatto, le energie cinetiche di traslazione e rotazione, e il gradiente di pressione" ha affermato la dott.ssa Ine Pauwels di INBO. Il team ha scoperto che le eliche non erano sempre adatte ai pesci e hanno proposto modi concreti per migliorare la situazione sia per gli operatori che per i pesci.

Strumenti decisionali per gli operatori idroelettrici

Insieme all'analisi dei rischi e alla valutazione degli impianti idroelettrici, la seconda parte del progetto ha esplorato le possibili misure per il retrofit della centrale idroelettrica, nonché gli strumenti decisionali per gli operatori e i pianificatori di energia idroelettrica. "Queste decisioni sono molto complesse, " dice il prof. Rutschmann. "La centrale idroelettrica e le condizioni specifiche del sito giocano un ruolo. Ma è anche necessario rispettare gli standard normativi a livello nazionale e comunitario. E per gli operatori è ovviamente importante che le misure siano efficaci ed efficienti in termini di costi".

Strumenti online ad accesso aperto

Uno dei principali risultati del progetto è il sistema di supporto alle decisioni FIThydro che può essere utilizzato durante la pianificazione e la valutazione degli impianti idroelettrici. L'utente può inserire i dati sul tipo di centrale, la sua posizione, le popolazioni ittiche presenti nei corsi d'acqua e altre caratteristiche. Tenendo conto dei requisiti della politica ambientale e delle linee guida normative internazionali, il software quindi analizza i dati per calcolare il livello di rischio ambientale e la pericolosità della popolazione ittica e raccomanda misure di mitigazione.

Nel progetto è stato creato anche un wiki. "Ci sono pratiche diverse in ogni paese, ma lo scambio di conoscenze non è ancora dove dovrebbe essere, " dice il prof. Rutschmann. "Ad esempio, le persone spesso non sono a conoscenza delle misure che sono state sperimentate e si sono rivelate efficaci altrove. Ci auguriamo che il wiki supporterà la messa in rete della conoscenza."