D.Sc. Simone Jaqueline Cardoso

D.Sc. Simone Jaqueline Cardoso

Bacharel e licenciada em Ciências Biológicas (2007) e mestre em Ecologia (2009) pela Universidade Federal de Juiz de Fora, doutora em Ecologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2014), com período sanduíche na University of Virginia (EUA).

O represamento de rios para a construção de reservatórios tem historicamente contribuído com uma variedade de serviços ambientais importantes para a humanidade como, por exemplo, produção de energia elétrica, controle de cheias, navegação e abastecimento. Porém, esses reservatórios criados pelo homem também alteram significativamente as dinâmicas nas bacias de drenagem, diminuindo a qualidade da água, alterando a ciclagem de nutrientes e a composição das comunidades biológicas.

Nas últimas décadas os reservatórios criados pelo homem, principalmente aqueles destinados à produção de energia elétrica (Figuras 1 e 2), têm recebido especial atenção da comunidade científica devido à sua potencial contribuição para as mudanças no clima do planeta através de emissões de gases de efeito estufa (GEE) para a atmosfera. Gases de efeito estufa como CH4, CO2, N2O, por exemplo, possuem grande potencial de aquecimento global (do inglês, Global Warming Potential – GWP), que pode ser traduzido como a capacidade de cada um desses gases em reter calor na atmosfera.

Figura 1: Imagem do reservatório Três Gargantas (Three Gorges Dam em inglês), maior reservatório de hidrelétrica do mundo, construído na China. O reservatório possui uma área alagada de 1.084 km2 com capacidade total de 39.3 km3.

Até a década de 1990, as hidrelétricas eram consideradas como formas limpas de produção de energia elétrica. Em meados da década de 1990, esses ecossistemas passaram a ser considerados potenciais emissores de GEE, comparáveis às emissões de termoelétricas convencionais por unidade de energia gerada (Rudd et al., 1993; Kelly et al., 1994). No final da década de 1990, já se reconhecia que reservatórios de hidrelétrica como fontes potenciais de GEE para atmosfera (World Dam Comission – WDC, 1990).

Reservatórios de hidrelétrica são considerados fontes potenciais de GEE principalmente porque alteram significativamente as dinâmicas dos rios. O barramento de rios gera uma alteração abrupta na hidrodinâmica desses ecossistemas, transformando ambientes lóticos (de alta correnteza e de características riverinas – i.e. de rios) em ambientes lênticos (de baixa correnteza e de características lacustres – i.e. de lagos) (Figura 3).

Figura 3: Exemplos das alterações que ocorrem nos ecossistemas terrestres e aquáticos após a formação de reservatórios. A) Ecossistemas antes da inundação para formação do reservatório; B) Ecossistemas após a inundação para formação do reservatório. Fonte: Prairie et al., 2017.

Com o barramento, ocorre também um aumento no tempo de retenção da água, o que por sua vez promove aumento na deposição de material particulado terrestre (orgânico e inorgânicos) nos sedimentos. Em muitos casos, essas condições, juntamente com o acúmulo de nutrientes, também acabam favorecendo o crescimento de macrófitas aquáticas e plâncton, culminando com processos de eutrofização.

Figura 4: Imagem de árvores mortas no reservatório da UHE Balbina – AM. Troncos são remanescentes das árvores inundadas em áreas atingidas pelo represamento em meados da década de 1980. Foto: Grupo de Pesquisa Maua/Inpa.

Ao se decompor nos sedimentos pela ação dos microrganismos aquáticos, essa matéria orgânica (proveniente de dentro e de fora do sistema) gera uma depleção de oxigênio na água (processo também chamado de anoxia), favorecendo a produção de gases de efeito estufa como CH4 e H2S, por exemplo. Em muitos reservatórios, principalmente os mais antigos, essa produção é ainda mais intensificada pelo alagamento de grandes áreas cobertas com vegetação terrestres (Figura 4).

O Brasil é um dos países com maior recurso hidrelétrico do mundo (Figura 5). Atualmente segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) são cerca de 218 hidrelétricas (UHE) em operação e mais algumas hidrelétricas de grande porte em diferentes fases de planejamento e construção no país (Figura 6; veja mais detalhes em: http:// www2.aneel.gov.br). As hidrelétricas brasileiras, no entanto, possuem características bem distintas com relação a eficiência na geração de energia elétrica por área alagada (Figura 7). De maneira geral, as novas construções têm priorizado empreendimentos que gerem menos impactos ambientais e com menor área alagada, como os chamados reservatórios tipo fio d’água (Figura 8)

Atualmente se discute muito sobre o “status” desses ecossistemas, ou seja, se reservatórios de hidrelétrica são realmente fontes ou sumidouros de GEE. Os cálculos levam em consideração principalmente a produção de CH4, que é o principal GEE produzido em condições anóxicas no hipolímnio dos reservatórios (camada de água mais profunda em contato com o sedimento) (Figura 9). No entanto, há uma grande variação na produção desse gás em toda a extensão do reservatório, bem como a influência de outros fatores como idade e localização do reservatório, condições climáticas e morfológicas dos sistemas e da bacia de drenagem etc. (Mendonça et al., 2012; Deemer et al., 2016), o que torna a estimativas e o balanço de produção de CH4 ainda hoje uma tarefa complexa.

Figura 9: Caminhos de produção de CO2 e CH4 em reservatorios de hidrelétrica com hipolímnio anóxico. Para reservatórios com colunas d’água bem oxigenadas, as emissões de metano que ocorrem através dos caminhos (2), (4) e (5) são reduzidas. Fonte: International Hydropower Association, 2010 - modificado de UNESCO/IHA, 2008.

Referências

Deemer, B. R., Harrison, J. A., Li, S., Beaulieu, J. J., DelSontro, T., Barros, N., … & Vonk, J. A. (2016). Greenhouse gas emissions from reservoir water surfaces: a new global synthesis. BioScience, 66(11), 949-964.

Kelly, C.; Rudd, J.W.M.; St. Louis, V.L. & Moore, T. (1994). Turning attention to reservoir surfaces, a neglected area in greenhouse studies. Eos Trans. AGU, Vol.75. No.29, pp.332.

Mendonça, R.; Barros, N. O.; Vidal, L. O.; Pacheco, F. S.; Kosten, S.; Roland, F. Greenhouse gas emissions from hydroelectric reservoirs: what do we have and what is lacking? In: Guoxiang Liu. (Org.). Geenhouse Gases – Emission, Measurement and Management. 1ed.Rijeka: intech, 2012, v., p. 55 78.

Prairie, Y. T., Alm, J., Beaulieu, J., Barros, N., Battin, T., Cole, J., … & Harrison, J. (2017). Greenhouse Gas Emissions from Freshwater Reservoirs: What Does the Atmosphere See? Ecosystems, 1-14.

Rudd, J.W.M.; Harris, R.; Kelly, C.A. & Hecky, R.E. (1993). Are hydroelectric reservoirs significant sources of greenhouse gases. Ambio, Vol.22. No.4, Jun, pp. 246-248, 0044-7447.

WCD – World Dam Comission (1990). World Commission on Dams. Dams and Development

Sobre a autora

Bacharel e licenciada em Ciências Biológicas (2007) e mestre em Ecologia (2009) pela Universidade Federal de Juiz de Fora, doutora em Ecologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2014), com período sanduíche na University of Virginia (EUA). Fui professora substituta no curso de graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária da UFJF (2013-2015). Atualmente sou bolsista de Pós-doc (PNPD/Capes) e docente colaboradora no programa de Pós-Graduação em Ecologia- PGECOL, UFJF. Tenho experiência na área de Ecologia, com ênfase em Limnologia, atuando principalmente em programas de monitoramento de ecossistemas de água doce como rios, lagos e reservatórios para abastecimento e produção de energia elétrica. Minhas linhas de pesquisa estão relacionadas à biodiversidade planctônica, processos de mineralização da matéria orgânica em sedimentos e emissões de gases de efeito estufa em ecossistemas aquáticos. Atualmente, minhas principais perguntas científicas se concentram em compreender as ligações entre a estrutura e dinâmica das comunidades e o funcionamento dos ecossistemas aquáticos. E-mail para contato: simone.jcardoso@gmail.com