Reservatórios de inclinação: o problema da água vai além da escassez

O crescimento populacional, as mudanças no comportamento do consumidor e as mudanças climáticas não estão apenas tornando a preciosa água mais escassa, mas também a tornando pior

sul ndOlhando para o sul do reservatório de Passaúna no Brasil. Foto: UFPR / Tobias Bleninger

Por Ingrid Wenzl para o Neues Deutschland

Os últimos anos na Europa Central deram-nos uma antevisão do que as secas ainda nos podem esperar. Se for utilizada a tecnologia de emissões negativas BECCS (bioenergia com captura e armazenamento de CO2), o problema de escassez de água em algumas regiões do mundo pode até se agravar. Este é o resultado de um estudo publicado no início deste mês na revista Nature Communications.

Fabian Stenzel do Instituto Potsdam para Pesquisa de Impacto Climático (PIK) e seus colegas estão assumindo um aumento na área de cultivo global para plantações de energia de até seis milhões de quilômetros quadrados. Se o BECCS fosse usado com irrigação convencional, a área e o número de pessoas afetadas pelo estresse hídrico hoje dobrariam até o final do século. No caso de aquecimento global não controlado sem BECCS, eles aumentariam em cerca de 80 por cento, com BECCS em combinação com gestão sustentável da água em 60. Este último compreende essencialmente dois componentes: “Um é usar os recursos hídricos disponíveis de forma mais eficiente, o outro é extrair para regular a água ”, explica Stenzel. Isso poderia ser feito por meio de cotas fixas ou mesmo proibições de retirada de água ou por meio de preços correspondentes no mercado.

A gestão dos reservatórios também envolve a gestão inteligente da água, porque o aumento das temperaturas também põe em risco a qualidade da água. O Harz Rappbodetalsperre é o maior reservatório de água potável da Alemanha. Fornece cerca de um milhão de pessoas. Se as emissões de gases do efeito estufa continuarem a aumentar como antes, a água da superfície poderá aquecer quatro graus nos próximos 70 anos. Isso o tornaria tão quente quanto o Lago de Garda hoje. Essa é a conclusão de Karsten Rinke, do Centro Helmholtz de Pesquisas Ambientais (UFZ), e sua equipe germano-chinesa em estudo publicado na revista “Science of the Total Environment” no final do ano passado.

O que mais preocupa os cientistas é a situação nas camadas mais profundas do lago, a uma profundidade de 50 metros e abaixo, de onde é retirada a água para o tratamento da água potável. No cenário business-as-usual, por exemplo, as temperaturas aumentaram quase três graus, enquanto com uma redução nas emissões de CO2 para zero líquido em 2100 e o cenário intermediário RCP 6.0 no final do século, elas permaneceram abaixo de cinco graus durante todo o ano.

“Se a temperatura subir para oito graus Celsius, o consumo de oxigênio quase dobra em função dos processos respiratórios e de decomposição dos organismos”, explica o primeiro autor Chenxi Mi, que está fazendo doutorado na UFZ sobre os efeitos do clima no Rappbodetalsperre. Isso é ainda mais sério porque os lagos são estratificados de forma estável no verão e as águas profundas são isoladas da atmosfera. Se essa condição persistir por um longo período de tempo, os nutrientes e metais ligados são liberados do sedimento e favorecem o florescimento de algas ou o crescimento de bactérias. Isso aumenta consideravelmente o esforço para o tratamento da água potável.

Isso também é observado por um consórcio germano-brasileiro liderado pelo Karlsruhe Institute of Technology (KIT) em seu projeto “Aquisição multidisciplinar de dados como a chave para a gestão de recursos hídricos de aplicação global” (MuDak-WRM), que apresentou seus resultados na semana passada. “Nos subtropicais, há muito ferro aglutinante de fósforo no solo e, portanto, também no sedimento do reservatório. No entanto, o ferro só liga o fósforo enquanto houver oxigênio suficiente na água ”, explica o coordenador do projeto Stephan Hilgert. Se o fósforo for liberado, isso pode fazer com que as algas verde-azuladas de repente se multipliquem de forma massiva e a água tombe. O monitoramento confiável é necessário para identificar ou prevenir tais cenários em um estágio inicial.

Mas faltam dados para isso em muitos lugares. Hilgert e sua equipe desenvolveram, portanto, modelos e técnicas de medição que são tão simples, baratos e geralmente utilizáveis ​​quanto possível. “O foco está em tecnologias baseadas em satélites ou drones, capazes de cobrir grandes áreas”, diz o geoecologista. Uma peça central do mosaico é a automação da avaliação dos dados. “O objetivo é que o operador possa montar um quadro da fase em que seu reservatório se encontra e derivar tendências para o futuro a partir dele.”

Em seu projeto, Hilgert e colegas examinaram insumos exemplares de substâncias por meio da erosão e insumos de águas residuais do ambiente urbano da Grande Dhünntalsperre na Renânia do Norte-Vestfália e do reservatório brasileiro de Passaúna. Na verdade, a erosão das terras agrícolas é a principal fonte de fósforo neste último.Averificou-se que a florestação de três por cento da área agrícola na bacia hidrográfica do lago era suficiente para reduzir a entrada de fósforo em cerca de um quarto. No entanto, como as condições dos reservatórios são diferentes ao redor do mundo, o resultado só pode ser transferido em uma extensão limitada.

Mas Rinke e sua equipe também encontraram uma solução para o problema do aumento do aquecimento das águas profundas no Rappbodetalsperre usando simulações de modelo: Ao contrário do passado, eles estão propagando águas superficiais em vez de águas profundas para as regiões mais baixas. “Isso libera o calor adicional causado pela mudança climática”, diz Rinke. No entanto, também há um limite aqui: se o ar aquece mais de seis graus, o aumento da temperatura nas águas profundas não pode mais ser evitado.

Os últimos anos na Europa Central deram-nos uma antevisão do que as secas ainda nos podem esperar. Se for utilizada a tecnologia de emissões negativas BECCS (bioenergia com captura e armazenamento de CO2), o problema de escassez de água em algumas regiões do mundo pode até se agravar. Este é o resultado de um estudo publicado no início deste mês na revista Nature Communications.

Fabian Stenzel do Instituto Potsdam para Pesquisa de Impacto Climático (PIK) e seus colegas estão assumindo um aumento na área de cultivo global para plantações de energia de até seis milhões de quilômetros quadrados. Se o BECCS fosse usado com irrigação convencional, a área e o número de pessoas afetadas pelo estresse hídrico hoje dobrariam até o final do século. No caso de aquecimento global não controlado sem BECCS, eles aumentariam em cerca de 80 por cento, com BECCS em combinação com gestão sustentável da água em 60. Este último compreende essencialmente dois componentes: “Um é usar os recursos hídricos disponíveis de forma mais eficiente, o outro é extrair para regular a água ”, explica Stenzel. Isso poderia ser feito por meio de cotas fixas ou mesmo proibições de retirada de água ou por meio de preços correspondentes no mercado.

A gestão dos reservatórios também envolve a gestão inteligente da água, porque o aumento das temperaturas também põe em risco a qualidade da água. O Harz Rappbodetalsperre é o maior reservatório de água potável da Alemanha. Fornece cerca de um milhão de pessoas. Se as emissões de gases do efeito estufa continuarem a aumentar como antes, a água da superfície poderá aquecer quatro graus nos próximos 70 anos. Isso o tornaria tão quente quanto o Lago de Garda hoje. Essa é a conclusão de Karsten Rinke, do Centro Helmholtz de Pesquisas Ambientais (UFZ), e sua equipe germano-chinesa em estudo publicado na revista “Science of the Total Environment” no final do ano passado.

O que mais preocupa os cientistas é a situação nas camadas mais profundas do lago, a uma profundidade de 50 metros e abaixo, de onde é retirada a água para o tratamento da água potável. No cenário business-as-usual, por exemplo, as temperaturas aumentaram quase três graus, enquanto com uma redução nas emissões de CO2 para zero líquido em 2100 e o cenário intermediário RCP 6.0 no final do século, elas permaneceram abaixo de cinco graus durante todo o ano.

“Se a temperatura subir para oito graus Celsius, o consumo de oxigênio quase dobra em função dos processos respiratórios e de decomposição dos organismos”, explica o primeiro autor Chenxi Mi, que está fazendo doutorado na UFZ sobre os efeitos do clima no Rappbodetalsperre. Isso é ainda mais sério porque os lagos são estratificados de forma estável no verão e as águas profundas são isoladas da atmosfera. Se essa condição persistir por um longo período de tempo, os nutrientes e metais ligados são liberados do sedimento e favorecem o florescimento de algas ou o crescimento de bactérias. Isso aumenta consideravelmente o esforço para o tratamento da água potável.

Isso também é observado por um consórcio germano-brasileiro liderado pelo Karlsruhe Institute of Technology (KIT) em seu projeto “Aquisição multidisciplinar de dados como a chave para a gestão de recursos hídricos de aplicação global” (MuDak-WRM), que apresentou seus resultados na semana passada. “Nos subtropicais, há muito ferro aglutinante de fósforo no solo e, portanto, também no sedimento do reservatório. No entanto, o ferro só liga o fósforo enquanto houver oxigênio suficiente na água ”, explica o coordenador do projeto Stephan Hilgert. Se o fósforo for liberado, isso pode fazer com que as algas verde-azuladas de repente se multipliquem de forma massiva e a água tombe. O monitoramento confiável é necessário para identificar ou prevenir tais cenários em um estágio inicial.

Mas faltam dados para isso em muitos lugares. Hilgert e sua equipe desenvolveram, portanto, modelos e técnicas de medição que são tão simples, baratos e geralmente utilizáveis ​​quanto possível. “O foco está em tecnologias baseadas em satélites ou drones, capazes de cobrir grandes áreas”, diz o geoecologista. Uma peça central do mosaico é a automação da avaliação dos dados. “O objetivo é que o operador possa montar um quadro da fase em que seu reservatório se encontra e derivar tendências para o futuro a partir dele.”

Em seu projeto, Hilgert e colegas examinaram insumos exemplares de substâncias por meio da erosão e insumos de águas residuais do ambiente urbano da Grande Dhünntalsperre na Renânia do Norte-Vestfália e do reservatório brasileiro de Passaúna. Na verdade, a erosão das terras agrícolas é a principal fonte de fósforo neste último.Averificou-se que a florestação de três por cento da área agrícola na bacia hidrográfica do lago era suficiente para reduzir a entrada de fósforo em cerca de um quarto. No entanto, como as condições dos reservatórios são diferentes ao redor do mundo, o resultado só pode ser transferido em uma extensão limitada.

Mas Rinke e sua equipe também encontraram uma solução para o problema do aumento do aquecimento das águas profundas no Rappbodetalsperre usando simulações de modelo: Ao contrário do passado, eles estão propagando águas superficiais em vez de águas profundas para as regiões mais baixas. “Isso libera o calor adicional causado pela mudança climática”, diz Rinke. No entanto, também há um limite aqui: se o ar aquece mais de seis graus, o aumento da temperatura nas águas profundas não pode mais ser evitado.

fecho

Este texto foi escrito originalmente em alemão e publicado pelo Neues Deutschland [Aqui!].

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