Parametrização da emissão de metano na interface água-atmosfera em hidrelétricas

• Main Author: Marcelo Gomes da Silva
• Other Authors: Luciano Marani
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) 2015
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2015/04.20.18.43

São apresentados os resultados da parametrização do fluxo de metano na interface água-atmosfera em reservatórios de usinas hidrelétricas. Entre 2011 e 2013, foram realizadas quarenta e seis campanhas de coleta de dados em onze reservatórios (Batalha, Belo Monte, Santo Antônio, Balbina, Funil, Itaipu, Segredo, Serra da Mesa, Três Marias, Tucuruí e Xingó), localizados em todas as regiões do Brasil. O fluxo de metano foi determinado através da técnica de câmara estática e o metano dissolvido na água pela da técnica de ${"}$headspace${"}$. A média geral de fluxos difusivos para todos os reservatórios foi de 12,4 $\pm$ 16,8 mgCH$_{4}$m$^{-2}$ d$^{-1}$ (n = 989) e para ebulitivos foi de 888,6 $\pm$ 1872,8 mgCH$_{4}$ m$^{-2}$ d$^{-1}$ (n = 88). Variáveis que poderiam ter influência nos fluxos de metano, como profundidade, temperatura do ar e da água, pH, potencial de oxirredução, oxigênio dissolvido e total de sólidos dissolvidos, foram medidos nos pontos de coleta, mas não foi observada predominância de correlação de alguma delas com os fluxos. Dos 11 reservatórios estudados, em apenas cinco (Belo Monte, Balbina, Itaipu, Segredo e Xingó) foram coletadas todas as informações necessárias para o cálculo da constante de troca gasosa k (fluxo, temperatura da água, concentração do metano dissolvido na água e no ar). Nestes cinco reservatórios, foi possível obter uma relação entre k e a velocidade do vento quando se considerou velocidades inferiores a 4 m/s, mas a análise individual mostrou que esta correlação não pode ser extrapolada para todo o reservatório nos casos de Balbina, Segredo e Xingó. Para Belo Monte e Itaipu determinaram-se os índices que permitiram a parametrização da equação de k em função da velocidade do vento, tornando possível estimar o fluxo de metano a partir de medidas indiretas. A comparação entre os fluxos estimados e medidos para Belo Monte e Itaipu mostrou alta correlação (Belo Monte: r = 0,82; Itaipu : r = 0,99). Uma comparação das médias gerais mostrou que, em ambos os casos, o fluxo estimado foi maior que o medido. === This study presents the results of the parameterization of methane fluxes in the water-atmosphere interface in hydroelectric reservoirs. Between 2011 and 2013, there were forty-six data collection campaigns in eleven reservoirs (Batalha, Belo Monte, Santo Antônio, Balbina, Funil, Itaipu, Segredo, Serra da Mesa, Três Marias, Tucuruí e Xingó), located in all regions of Brazil. The methane flux was determined by static chamber technique and dissolved methane in the water by the technique of ${"}$headspace${"}$. The overall average of diffusive fluxes to all the reservoirs was 12,4 $\pm$ 16,8 mgCH$_{4}$m$^{-2}$d$^{-1}$ (n = 989), and to bubble fluxes was 888,6 $\pm$ 1872,8 mgCH$_{4}$m$^{-2}$d$^{-1}$ (n = 88). Variables that could have an influence on the methane fluxes, such as depth, air and water temperature, pH, redox potential, dissolved oxygen, and total dissolved solids, were also measured at collection points. It was not observed predominant correlation between any of these environmental parameters and methane fluxes. Only five reservoirs (Belo Monte, Balbina, Itaipu, Segredo e Xingó) had all information needed to calculating the constant gas exchange k (flux, water temperature, dissolved methane in water and air). In these five reservoirs, it was possible to obtain a relationship between the constant gas exchange and wind speed lower than 4 ms$^{-1}$. Individual analysis showed that this correlation cannot be extrapolated for the entire reservoirs at Balbina, Segredo e Xingó. For Belo Monte and Itaipu was determinate the indexes that allowed the parameterization of the k equation in function of wind speed. This equation allowed estimates the methane fluxes from indirect parameters. The comparison between the estimated and measured fluxes resulted in high correlation (Belo Monte: r = 0,82; Itaipu : r = 0,99). A comparison of the overall average showed that in both cases the estimated fluxes was higher than measured.