Naturalefevereiro/março - 2011

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Após a inundação de áreas com cobertura vegetal para a criação de reser-vatórios hidrelétricos, a vegetação morre e não mais assimila dióxido de carbono (CO2) por fotossíntese. Isto resulta numa modificação ambiental, pois esta vegeta-ção funcionava como sumidouro de CO2 da atmosfera. Soma-se a isto o fato de que bactérias anaeróbicas irão decompor o carbono orgânico que estava acumula-do nas plantas e solo, e como resultado haverá uma conversão do carbono orgâ-nico em CO2 e metano (CH4), os quais serão lançados para a atmosfera. Assim, uma superfície que funcionava como su-midouro de gases de efeito estufa (GEE) é convertida em fonte destes gases para a atmosfera. Paisagens diferentes, por exemplo, Amazônia ou cerrado, possuem diferentes quantidades de carbono orgâ-nico acumulado nos solos e vegetação, e, portanto, o potencial para produção e exportação de GEE para a atmosfera varia de região para região. Os reserva-tórios amazônicos tendem a produzir e emitir uma quantidade relevante de GEE, devido à alta quantidade de carbono or-gânico nas plantas e solo. Até meados de 1993, quando ainda não se tinham medidas de CO2 e CH4, os reservatórios hidrelétricos eram considerados como fonte limpa de energia. Este mito caiu a partir do trabalho pioneiro de Rudd et al. 1993, que mostrou que a produção de GEE por unidade de energia gerada não era zero e dependia da quantidade de matéria orgânica inundada. Reser-vatórios que alagam uma grande área para a produção de energia, tais como os construídos na Amazônia, produzem mais GEE por KWh do que reservatórios construídos em regiões de planalto, onde os reservatórios produzem mais energia com menor área alagada. Atualmente, os reservatórios são vistos como fontes im-portantes de GEE para a atmosfera e suas áreas superficiais, que aumentaram muito nas últimas duas décadas, estão incluídos nos inventários globais de emissões an-tropogênicas de GEE.

Apesar destes inegáveis problemas relacionados à construção de represas para propósitos de geração de energia elétrica, o uso múltiplo do lago, tais co-mo para recreação, criação de peixes, irrigação e controle de inundação é uma forma de mitigação dos impactos re-sultantes da formação do lago. Neste

contexto, uma possibilidade que está sendo investigada, na forma de traba-lho de Iniciação Científica na UNIFEI, sob minha orientação, é o potencial de aproveitamento eólico sobre o lago a fim de verificar a viabilidade de instalação do parque eólico nos reservatórios. Os reservatórios construídos em regiões de planalto possuem, normalmente, forma alongada com o relevo disposto ao lon-go do eixo principal. Isto pode introduzir regiões de convergência para o vento sobre o lago o que cria condições oro-gráficas favoráveis ao aproveitamento eólico. Isto, somado ao fato destes lagos já estarem interligados ao sistema nacio-nal de distribuição de energia elétrica, favoreceria o aproveitamento destas regiões. Resultados preliminares desta pesquisa, apresentados no periódico da Associação Nacional de Pós-Graduação e Pesquisa em Ambiente e Sociedade

– ANPPAS indicam que os reservatórios de planalto apresentam condições favo-ráveis à instalação de parques eólicos. A forma alongada (Fig. 1a), a direção do vento predominantemente alinhada com o eixo principal (Fig. 1b), a persistên-cia de ventos com intensidade próxima a 5,0 m/s em torno de 70% do tempo somado ao fato destes ambientes já es-tarem integrados ao sistema nacional de distribuição, são condições muito enco-rajadoras. Outro fator bastante favorável é a sazonalidade observada no regime de ventos (não mostrado) que tendem a concentrar-se no período de inverno. As-sim, o parque eólico poderia contribuir, inclusive, para a manutenção dos níveis de água dos reservatórios nos períodos mais críticos (seca). Este estudo está sendo desenvolvido para 11 reservató-rios e os resultados conclusivos serão apresentados em breve.

Fig. 1 – Exemplo de eixo morfométrico principal (a) e rosa dos ventos(b).Fonte: Assireu et al. 2009.

Os dados utilizados nesta análise são provenientes de uma plataforma fundeada sobre a qual são anexados sensores de intensidade e direção do vento, umidade rela-tiva, pressão atmosférica, temperatura do ar e radiação solar incidente sobre o lago. São anexados também sensores de temperatura da água em diferentes profundidades e uma sonda limnológica que mede continuamente parâmetros como temperatura da água, condutividade, turbidez, clorofila, oxigênio dissolvido e pH.

Os dados medidos por este sistema são transmitidos via enlace com satélite o que confere um monitoramento em tempo quase-real do ambiente de estudo.

Fig. 2 – Exemplo do sistema limno-meteorológico fundeado no Lago de Furnas

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Outra forma de mitigação para os impactos advindos dos reservatórios hidrelé-tricos é o aproveitamento do lago para amortecer a pressão do tráfego de pessoas e cargas em rodovias. No Brasil, as grandes extensões de rios e lagos (reservatórios) são muito pouco explorados neste sentido. O Rio Amazonas é um exemplo de hidrovia fundamental ao desenvolvimento regional (Fig. 3).

Fig. 3 – Hidrovia no Rio Amazonas

Em trabalho apresentado na reu-nião da American Geophysical Union (AGU), neste ano, o autor deste artigo, juntamente com os pesquisadores Rafa-el Capaz (Professor da UNIFEI) e Mateus Teixeira (Aluno de graduação em Enge-nharia Ambiental da UNIFEI) simulou o cenário de uma hidrovia no Lago de Fur-nas e mostrou que, além de diminuir o volume de automóveis e caminhões nas rodovias, a hidrovia contribuiria para amortizar a exportação de GEE do reser-vatório para a atmosfera. A idéia central consiste no fato de que, sem a cons-trução do reservatório não haveriam os problemas relacionados à emissão de GEE dele decorrentes, mas, uma vez construído, a diminuição da emissão de GEE pelo modal rodoviário, devido ao aproveitamento do lago para o transpor-te de cargas e pessoas (hidrovia), deve ser computado a favor do reservatório. Estas idéias se inserem na recomen-dação de cientistas que estudam as mudanças climáticas, os quais indicam a necessidade de redução de GEE em 60 a 80% até 2050. Para que este nível de redução possa ser atingido, serão neces-sárias grandes mudanças em relação ao gerenciamento do setor de transporte ao longo do planeta. Uma destas mudanças

passa pelo aproveitamento hidroviário dos lagos dos reservatórios hidrelétricos. Uma iniciativa importante neste sentido está em andamento no Lago de Furnas.

Formado no início da década de 60, com a construção da hidrelétrica, o lago de Furnas é a maior extensão de água de Minas Gerais — cobre uma superfície em torno de 1.500,00 quilômetros quadra-dos — é um dos maiores lagos artificiais do mundo, sendo por isto chamado de “Mar de Minas”.

Encontra-se em fase de estudo a implantação de uma hidrovia neste lago, cujo eixo principal interligará os municí-pios de Formiga e Alfenas, numa extensão de 250 km. Serão construídos também portos ao longo de percurso, visando atender outras cidades do eixo. Trata-se de um empreendimento que conta com amplo apoio da população e das autori-dades regionais. Apesar da economia e praticidade que a hidrovia trará a região, alguns aspectos relacionados à segurança e meio ambiente precisam ser estudados. No oceano, estudos sobre dispersão são amplamente realizados como fonte de subsídios para atividades de contenção de dispersantes, resgate de náufragos ou de materiais ou equipamentos a deriva e estudos sobre dispersão de larvas.

O aumento do fluxo de embarca-ções, de grande porte inclusive, com a criação da hidrovia, aumentará a possibi-lidade de desastres ambientais advindos de derramamentos de produtos químicos, e também a possibilidade de acidentes. Tendo em vista estes problemas, coor-denamos um trabalho de pesquisa com apoio da Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) o qual visa gerar conhecimento que possa representar subsídios para to-madas de decisão em situações críticas como aquelas associadas a contenção de dispersantes poluentes, resgate de náufragos ou equipamentos. Um dos componentes do estudo consiste de, em cada ciclo hidrológico (cheia, máximo, vazante e mínimo), ir ao campo e fazer o lançamento de derivadores, que são instrumentos que permitem estudar pa-râmetros associados ao movimento de massas d’água. Assim, para entender o padrão de circulação do lago de Furnas serão utilizados derivadores Lagrange-anos (Fig. 4). Medidas Lagrangeanas do escoamento são assim chamadas quan-do o instrumento de medida segue as parcelas do escoamento e, portanto, as trajetórias (ou os caminhos seguidos pelos derivadores) resultantes deste pro-cesso representam a circulação existente no ambiente em estudo. Ao contrário, medidas Eulerianas do escoamento são aquelas em que o instrumento de medi-da permanece fixo e mede a velocidade das parcelas do escoamento que passam no ponto onde este instrumento está fixado. Um exemplo de medidas Euleria-nas são os correntômetros ancorados. Conforme indicado na Figura 4, a parte emersa do Derivador constitui-se de uma esfera feita em fibra de vidro, com cerca de 22 cm de diâmetro, dentro da qual são instaladas baterias, GPS, memórias digitais, placas eletrônicas e demais car-gas úteis do sistema.

A estrutura cilíndrica, chamada ve-la de arrasto, tem por finalidade acoplar o derivador às correntes em estudo o que assegura o monitoramento de cor-rentes por minimizar os deslocamentos causados, por exemplo, pela ação do vento diretamente sobre o flutuador de superfície. Esta vela é construída em nylon suportado por estrutura cilíndrica construída com raios semelhantes aos de bicicleta e anéis constituídos por

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Fig. 4 – Esquema ilustrativo do Derivador com aplicações em ambientes lacustres.

As sucessivas posições do derivador são obtidas a partir de um GPS e os dados são gravados internamente. Ao ser lançado no ambiente em estudo, o derivador aco-pla-se, por meio da vela, às correntes locais e passa a ser conduzido por estas. A partir da série temporal de latitude/longitude, análises adequadas permitem estimativas de vários parâmetros fundamentais para o entendimento da circulação dominante nos reservatórios e lagos. Para facilitar a localização e o resgate dos Derivadores no final das amostragens, este é equipado com um sistema de enlace com satélite via Sistema de posicionamento Iridium. O derivador poderá contar ainda com termistores o qual permitirá a medição da temperatura da água ao longo de seu percurso e estes dados ficarão armazenados em memória interna.

Em cada uma das quatro idas previstas para o campo, com duração de cinco dias cada, será fixada uma estação meteorológica às margens do lago e fundeado um medidor de nível autônomo para medidas precisas e contínuas do nível. Isto possibi-litará estudos sobre a resposta da circulação as forçantes atmosféricas e hidrológicas. Concomitante a cada ida ao campo, com a participação de professores do curso de Graduação em Ciências Atmosféricas, serão monitoradas as condições meteoroló-gicas sinópticas tendo em vista gerar dados que possam ser usados como alerta a navegação. Assim, quando forem esperados processos meteorológicos que represen-tem riscos a navegação, um alerta seria emitido. Esta é uma etapa secundária deste projeto, mas não menos importante.

mangueiras reforçadas por cabo de aço em seu interior. Conhecida na literatura como meia furada (holey sock), esta vela possui vários pequenos orifícios por onde a água pode entrar e sair, o que tende a melhorar a sua hidrodinâmica. O cabo que liga o derivador à vela terá comprimento regulável o que capacitará o derivador amostrar o escoamento em diferentes níveis e profundidades. Isto permitirá estudos sobre va-riabilidades verticais no escoamento, influências das correntes de densidade e perfil vertical das correntes.