Aluno de Iniciação Científica: Einara Zahn (Outro)
Curso: Engenharia Ambiental
Orientador: Cristovão Vicente Scapulatempo Fernandes
Co-Orientador: Michael Mannich
Colaborador: Julio Werner Yoshioka Bernardo
Departamento: Hidráulica e Saneamento
Setor: Tecnologia
Palavras-chave: Gases de Efeito Estufa , Modelo Matemático , Reservatórios
Área de Conhecimento: 30701007 - RECURSOS HÍDRICOS

Apesar de ainda serem vistas como fonte de energia limpa, as hidrelétricas vêm sendo estudadas nos últimos anos como potenciais emissoras de gases de efeito estufa. Isso é resultado da necessidade de regularização energética consequente da construção de reservatórios. Como consequência ambiental, podem estocar grandes quantidades de matéria orgânica em processos de biodegradação, produzindo, dentre outros, dióxido de carbono e metano, conhecidos por seu potencial de efeito estufa. Esses gases são conduzidos na coluna d'água por processos de difusão e ebulição, chegando à superfície onde se transferem para a atmosfera. Nesta pesquisa concentra-se na estimativa da emissão desses gases, a partir da dinâmica da alteração de qualidade da água, em especial, através de um balanço de massa do carbono dentro do reservatório. Uma hipótese importante é a consideração do reservatório como um ecossistema formado por um conjunto de compartimentos no qual os elementos circulam por tranformações químicas.  Considera-se que cada um desses compartimentos é uma forma de carbono. Por exemplo, a fotossíntese transporta carbono da forma inorgânica para a forma orgânica. Neste caso a concentração de carbono orgânico é proporcional à concentração de carbono inorgânico e a interação entre esses dois compartimentos pode ser vista como uma reação de primeira ordem, pois a velocidade da reação é diretamente proporcional à concentração do reagente, neste caso, o carbono inorgânico. Uma forma de se analisar estas interações é considerar o reservatório como um reator homogêneo bem misturado horizontalmente e verticalmente. Dessa forma, as concentrações dos elementos são iguais em qualquer ponto do reservatório e só variam com o tempo. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um modelo matemático para estimar a emissão de gases de efeito estufa de um reservatório, sendo considerados quatro compartimentos de carbono: carbono orgânico dissolvido (COD), carbono inorgânico dissolvido (CID), carbono orgânico particulado (COP) e carbono no sedimento (CS). O compartimento do CID também foi representado pelo equilíbrio químico do sistema carbonato, e o fluxo de CO2 para a atmosfera foi estimado a partir do gradiente de concentração desse gás na água e no ar. O modelo, feito a partir do balanço de massa do carbono, originou um sistema de equações diferenciais ordinárias de primeira ordem, que foi resolvido com o método de Runge Kutta de quarta ordem. Os resultados indicam o potencial de utilizar esta formulação para estimativa preliminar da emissão de gases de efeito estufa.

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