Estimativa de emissões de gases de efeito estufa em reservatórios e lagos

Resumo: Os reservatórios de usinas hidrelétricas têm se tornado alvo de críticas com respeito a não neutralidade em suas emissões de gases de efeito estufa (GEE) como dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4). A preocupação se deve pela decomposição da matéria orgânica inundada, em especial em ambientes tropicais em sistemas com significativa estratificação térmica e pouca mistura na região profunda. A pesquisa é de relevância no Brasil, uma vez que a matriz energética nacional é predominantemente hidrelétrica. Os primeiros estudos relacionados datam do início dos anos 1990 e, ainda hoje, o tema pode ser considerado incipiente em virtude das complexas interações dos processos físicos, químicos e biológicos que ocorrem na água. Neste contexto, as contribuições desta pesquisa se distribuem entre questões relacionadas às técnicas de medição, variabilidades temporais destas emissões e dos perfis verticais de parâmetros de qualidade da água e, estratégias de modelagem de carbono para estimativa de fluxos na superfície. As câmaras flutuantes, tradicionalmente utilizadas para medição de fluxos de gases nas interfaces água-ar, apresentam grande variação de dimensões e formas de operação na literatura. Para tanto, foi desenvolvida uma análise dos erros envolvidos na medição em função de suas características geométricas (área/volume), do coeficiente de transferência interno e externo à câmara, do tempo de monitoramento, das propriedades do gás e das incertezas das técnicas de medição de concentração do gás. Tal análise demonstra as incertezas das estimativas e pode fomentar o desenvolvimento de um projeto padrão. A variabilidade temporal é reconhecida, porém, muitas vezes desprezada na literatura. Foram realizados estudos nos Reservatórios Vossoroca e Capivari (Paraná - Brasil) com intuito de elucidar a magnitude das variações nictemerais dos fluxos de CO2 e de parâmetros limnológicos na coluna de água. Foram detectadas amplitudes de concentração de carbono inorgânico dissolvido de mais de 10 mg L?1 na região do hipolímnio, não explicadas pelas alterações de outras variáveis. Adicionalmente, a variação temporal dos fluxos de CO2 na interface água-ar, medidos com câmaras flutuantes, apresentaram variação entre ?785 a 634 mg m?2 d?1 e foram inconsistentes com o gradiente de concentração entre ar e água e os resultados de equações empíricas de estimativa de fluxo. No que concerne à estimativa de emissões, a abordagem se baseou na proposição de um modelo considerando formas orgânicas e inorgânica de carbono, suas iterações com a atmosfera e com o sedimento. O modelo desenvolvido é unidimensional vertical, e foi acoplado a um modelo de evolução térmica de mesma formulação, com o intuito de descrever os processos de transporte verticais sob influência das forçantes meteorológicas. Os resultados apontam potencial para estimativa de fluxos vislumbrando-se com seu aperfeiçoamento aplicações para previsão e mitigação de emissões de GEE em reservatórios