Variabilidade espacial e temporal do fluxo difusivo de CO2 no reservatório hidrelétrico de Tucuruí, Amazônia, Brasil - Marcelo Pedroso Curtarelli (2016)
A hipótese que motivou esta pesquisa foi a de que a atual estimativa de emissão total de carbono por reservatórios hidrelétricos Amazônicos é imprecisa, uma vez que a variabilidade espacial e temporal do fluxo difusivo de CO$_{2}$ não é considerada de maneira adequada. Desta forma, o presente trabalho teve o objetivo de estudar a dinâmica da variabilidade espacial e temporal do fluxo difusivo de CO$_{2}$ no reservatório de Tucuruí, Pará, ao longo das estações de verão e inverno, e em condições de clima atual e futuro. Para tanto foi utilizada uma abordagem inovadora que buscou integrar dados coletados in situ, dados obtidos por sensoriamento remoto e o uso de modelagem numérica tridimensional para simulação do fluxo difusivo de CO$_{2}$ . Foram realizados experimentos em condições de clima presente (ano 2013) e clima futuro (ano 2100), considerando dois cenários distintos do ponto de vista climático e de mudanças no uso e cobertura do solo na bacia de contribuição do reservatório. Os resultados obtidos a partir dos experimentos realizados em condições de clima presente mostraram que o fluxo difusivo de CO$_{2}$ apresenta alta variabilidade espacial e temporal em Tucuruí. Temporalmente, o fluxo difusivo de CO$_{2}$ variou, em média, entre -86 e -24 mg C m$^{-2}$ hora$^{-1}$ ao longo do dia no verão e entre -105 e -30 mg C m$^{-2}$ hora-1 ao longo do dia no inverno. Em ambos os períodos analisados as maiores taxas de emissão foram observadas no período noturno e início da manhã e as menores no período da tarde. O valor diário médio do fluxo difusivo de CO$_{2}$ obtido para o período de verão foi de -1.338 $±$ 1.335 mg C m$^{-2}$ dia$^{-1}$ e de -1.395 $±$ 925 mg C m$^{-2}$ dia$^{-1}$ para o período de inverno. Do ponto de vista espacial, o fluxo difusivo de CO$_{2}$ apresentou um padrão heterogêneo durante todo o verão, variando, em média, entre -6.950 (zona de transição) e 32 mg C m$^{-2}$ dia$^{-1}$ (absorção no interior dos igarapés). Por outro lado, durante o inverno o fluxo difusivo de CO$_{2}$ apresentou um padrão homogêneo, com grande parte da superfície do reservatório apresentando valores próximos à média espacial. Os principais fatores ambientais influenciando a evasão de CO$_{2}$ em Tucuruí foram a velocidade de troca gasosa, temperatura da coluna d'água, pressão parcial de CO$_{2}$ na água e componentes do balanço energético na camada de mistura. Desta forma a atuação de sistemas convectivos de mesoescala sobre o reservatório de Tucuruí apresentou o potencial de aumentar a evasão de CO$_{2}$ em cerca de 28% nos dias em que ocorrem, uma vez que estes sistemas alteram as condições ambientais na região. Em condições de clima futuro, os experimentos realizados apontam que o fluxo difusivo poderá ser impactado de diferentes formas, sendo a eutrofização do reservatório, associada às mudanças no uso e cobertura do solo na bacia de contribuição, um dos principais fatores que irá influenciar as emissões de CO$_{2}$ no futuro. Os resultados alcançados na pesquisa permitiram aceitar a hipótese inicial, sendo demonstrado que a variação espacial e temporal do fluxo difusivo de CO$_{2}$ são aspectos importantes a serem considerados durante as estimativas de emissão de C em reservatório hidrelétricos Amazônicos. Extrapolando os resultados obtidos nesta pesquisa para todo o bioma Amazônico, especula-se que a emissão total de carbono por reservatórios de usinas hidrelétricas possa ser até 22% menor do que a estimativa mais atual reportada na literatura (9 Tg C ano$^{-1}$). Esta diferença significativa não deve ser negligenciada, uma vez que a emissão de carbono é um fator chave quando se comparam os impactos ambientais de diferentes fontes de geração de energia elétrica podendo influenciar a tomada de decisão para a escolha da fonte mais adequada do ponto de vista ambiental e no local de construção de novos empreendimentos hidrelétricos.