Estimativa de emissões de gases de efeito estufa em reservatórios de hidrelétricas utilizando técnicas de sensoriamento remoto

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferreira, Simone Pereira
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/133679
Resumo: A conversão de energia a partir de usinas hidrelétricas foi considerada por muito tempo uma forma de produção limpa. No final do século passado alguns estudos demonstraram que os reservatórios poderiam ser emissores potenciais de Gases de Efeito Estufa (GEEs). A participação da energia hidráulica na matriz energética nacional é de 12%, sendo que dentre as fontes renováveis é da ordem de 29% e gera aproximadamente 60% da eletricidade produzida no país. O enchimento dos reservatórios está associado a altas taxas de atividade bacteriana e produção de GEEs. Grande parte da biomassa inundada é decomposta nos primeiros anos, os níveis baixos de oxigênio nas camadas profundas próximas ao sedimento favorecem a geração de metano. O aumento do nível da água faz com que sejam alagadas áreas que antes estavam emersas, com isso ocorre a liberação de nutrientes e a consequente produção de CO2 e CH4. As coletas de dados in situ consomem muito tempo, possuem custo relativamente alto e frequentemente falham ao delimitar regiões heterogêneas. A obtenção de dados a partir de sensores orbitais é uma ótima alternativa, e favorece uma maior resolução espacial e temporal das informações, além de permitir a análise das transformações do corpo d’água. O objetivo deste trabalho é estimar as emissões de gases de efeito estufa em reservatórios de hidrelétricas utilizando imagens Landsat TM e OLI. A metodologia desenvolvida neste trabalho compreende as etapas das correções geométricas e radiométricas, recorte e processamento. Para calcular a estimativa de CH4 e fluxo de CO2 foi necessário calcular índices de vegetação e identificar características como biomassa, índice de área foliar, atividade fotossintética, produtividade. Os resultados gerados por este trabalho são do CH4 estimado no enchimento do lago da represa da UHE Serra do Facão, e do fluxo de CO2 na fase rio e no entorno do reservatório. Os valores estimados de metano são similares aos publicados no Relatório de Referência do Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT) e a outros trabalhos desenvolvidos em reservatórios tropicais, mesmo com métodos diferentes de obtenção de resultados. O carbono atmosférico é inversamente proporcional a absorção do carbono pelas plantas. As áreas com maior atividade vegetativa mostraram os valores mais elevados no fluxo de CO2. O método de determinação do fluxo de CO2 utilizando imagens orbitais constitui uma forma de mensuração indireta e permite estimar o comportamento do gás no processo de fotossíntese da planta, sem a necessidade de derrubada de árvores como amostras para obtenção de dados.
id URGS_4777e6c6a509e25f1aeb29d5dd41045f
oai_identifier_str oai:www.lume.ufrgs.br:10183/133679
network_acronym_str URGS
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
repository_id_str 1853
spelling Ferreira, Simone PereiraAlves, Rita de Cássia Marques2016-03-12T02:05:43Z2015http://hdl.handle.net/10183/133679000985292A conversão de energia a partir de usinas hidrelétricas foi considerada por muito tempo uma forma de produção limpa. No final do século passado alguns estudos demonstraram que os reservatórios poderiam ser emissores potenciais de Gases de Efeito Estufa (GEEs). A participação da energia hidráulica na matriz energética nacional é de 12%, sendo que dentre as fontes renováveis é da ordem de 29% e gera aproximadamente 60% da eletricidade produzida no país. O enchimento dos reservatórios está associado a altas taxas de atividade bacteriana e produção de GEEs. Grande parte da biomassa inundada é decomposta nos primeiros anos, os níveis baixos de oxigênio nas camadas profundas próximas ao sedimento favorecem a geração de metano. O aumento do nível da água faz com que sejam alagadas áreas que antes estavam emersas, com isso ocorre a liberação de nutrientes e a consequente produção de CO2 e CH4. As coletas de dados in situ consomem muito tempo, possuem custo relativamente alto e frequentemente falham ao delimitar regiões heterogêneas. A obtenção de dados a partir de sensores orbitais é uma ótima alternativa, e favorece uma maior resolução espacial e temporal das informações, além de permitir a análise das transformações do corpo d’água. O objetivo deste trabalho é estimar as emissões de gases de efeito estufa em reservatórios de hidrelétricas utilizando imagens Landsat TM e OLI. A metodologia desenvolvida neste trabalho compreende as etapas das correções geométricas e radiométricas, recorte e processamento. Para calcular a estimativa de CH4 e fluxo de CO2 foi necessário calcular índices de vegetação e identificar características como biomassa, índice de área foliar, atividade fotossintética, produtividade. Os resultados gerados por este trabalho são do CH4 estimado no enchimento do lago da represa da UHE Serra do Facão, e do fluxo de CO2 na fase rio e no entorno do reservatório. Os valores estimados de metano são similares aos publicados no Relatório de Referência do Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT) e a outros trabalhos desenvolvidos em reservatórios tropicais, mesmo com métodos diferentes de obtenção de resultados. O carbono atmosférico é inversamente proporcional a absorção do carbono pelas plantas. As áreas com maior atividade vegetativa mostraram os valores mais elevados no fluxo de CO2. O método de determinação do fluxo de CO2 utilizando imagens orbitais constitui uma forma de mensuração indireta e permite estimar o comportamento do gás no processo de fotossíntese da planta, sem a necessidade de derrubada de árvores como amostras para obtenção de dados.Energy conversion from hydropower plants was considered a form of clean production for a long time. At the end of the last century some studies have shown that these reservoirs could be potencial source of greenhouse gases. The share of hydropower in the national energy matrix is around 42%, generating about 90% of all electricity produced in Brazil. The reservoirs filling is associated with high rates of bacterial activity and production of greenhouse gases. Much of the flooded biomass is decomposed in the early years, low oxygen levels in the deep layers near the sediment promote methane generation. The rise in water level flooded areas that once were dry, like wetlands, releasing nutrients and producing CO2 and CH4. Obtaining data in situ taking time and have high cost and often fail to define heterogeneous regions. Orbital data from sensors can obtain information with a higher spatial and temporal resolution, allowing the analysis of the transformations of the water body. The methodology developed in this work comprises the steps of geometric and radiometric corrections, cropping and processing. As part of the methodology it is necessary to calculate vegetation indices to identify vegetation characteristics such as biomass, leaf area index, photosynthetic activity, productivity. The results generated by this work are the CH4 estimated at filling the UHE Serra do Facão dam lake and the depletion zone and flow of CO2 in river phase and around the reservoir. The estimated methane values are in agreement with the published in the brazilian Reference Report and other works developed in tropical reservoirs, even with different methods of achieving results. The atmospheric carbon is inversely proportional the carbon uptake by plants. Areas with greater vegetative activity showed higher values in the flow of CO2. The method of determining the flow of CO2 using satellite images is a form of indirect measurement and allows estimating the gas behavior in plant photosynthesis process, without need to deforest to obtain data.application/pdfporSensoriamento remotoEfeito estufaMethaneCarbon dioxideLandsatCerradoVegetation indexEstimativa de emissões de gases de efeito estufa em reservatórios de hidrelétricas utilizando técnicas de sensoriamento remotoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulCentro Estadual de Pesquisas em Sensoriamento Remoto e MeteorologiaPrograma de Pós-Graduação em Sensoriamento RemotoPorto Alegre, BR-RS2015doutoradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSORIGINAL000985292.pdf000985292.pdfTexto completoapplication/pdf11193284http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/133679/1/000985292.pdfdb3957cd7a789e49d406f7bc8c230124MD51TEXT000985292.pdf.txt000985292.pdf.txtExtracted Texttext/plain189196http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/133679/2/000985292.pdf.txt660534fdc1b4ea863d8a8f2a54b1faf5MD52THUMBNAIL000985292.pdf.jpg000985292.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg929http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/133679/3/000985292.pdf.jpg53392d3952bcd75709c0e28ebffa31a9MD5310183/1336792018-10-26 10:10:30.984oai:www.lume.ufrgs.br:10183/133679Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br||lume@ufrgs.bropendoar:18532018-10-26T13:10:30Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Estimativa de emissões de gases de efeito estufa em reservatórios de hidrelétricas utilizando técnicas de sensoriamento remoto
title Estimativa de emissões de gases de efeito estufa em reservatórios de hidrelétricas utilizando técnicas de sensoriamento remoto
spellingShingle Estimativa de emissões de gases de efeito estufa em reservatórios de hidrelétricas utilizando técnicas de sensoriamento remoto
Ferreira, Simone Pereira
Sensoriamento remoto
Efeito estufa
Methane
Carbon dioxide
Landsat
Cerrado
Vegetation index
title_short Estimativa de emissões de gases de efeito estufa em reservatórios de hidrelétricas utilizando técnicas de sensoriamento remoto
title_full Estimativa de emissões de gases de efeito estufa em reservatórios de hidrelétricas utilizando técnicas de sensoriamento remoto
title_fullStr Estimativa de emissões de gases de efeito estufa em reservatórios de hidrelétricas utilizando técnicas de sensoriamento remoto
title_full_unstemmed Estimativa de emissões de gases de efeito estufa em reservatórios de hidrelétricas utilizando técnicas de sensoriamento remoto
title_sort Estimativa de emissões de gases de efeito estufa em reservatórios de hidrelétricas utilizando técnicas de sensoriamento remoto
author Ferreira, Simone Pereira
author_facet Ferreira, Simone Pereira
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Ferreira, Simone Pereira
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Alves, Rita de Cássia Marques
contributor_str_mv Alves, Rita de Cássia Marques
dc.subject.por.fl_str_mv Sensoriamento remoto
Efeito estufa
topic Sensoriamento remoto
Efeito estufa
Methane
Carbon dioxide
Landsat
Cerrado
Vegetation index
dc.subject.eng.fl_str_mv Methane
Carbon dioxide
Landsat
Cerrado
Vegetation index
description A conversão de energia a partir de usinas hidrelétricas foi considerada por muito tempo uma forma de produção limpa. No final do século passado alguns estudos demonstraram que os reservatórios poderiam ser emissores potenciais de Gases de Efeito Estufa (GEEs). A participação da energia hidráulica na matriz energética nacional é de 12%, sendo que dentre as fontes renováveis é da ordem de 29% e gera aproximadamente 60% da eletricidade produzida no país. O enchimento dos reservatórios está associado a altas taxas de atividade bacteriana e produção de GEEs. Grande parte da biomassa inundada é decomposta nos primeiros anos, os níveis baixos de oxigênio nas camadas profundas próximas ao sedimento favorecem a geração de metano. O aumento do nível da água faz com que sejam alagadas áreas que antes estavam emersas, com isso ocorre a liberação de nutrientes e a consequente produção de CO2 e CH4. As coletas de dados in situ consomem muito tempo, possuem custo relativamente alto e frequentemente falham ao delimitar regiões heterogêneas. A obtenção de dados a partir de sensores orbitais é uma ótima alternativa, e favorece uma maior resolução espacial e temporal das informações, além de permitir a análise das transformações do corpo d’água. O objetivo deste trabalho é estimar as emissões de gases de efeito estufa em reservatórios de hidrelétricas utilizando imagens Landsat TM e OLI. A metodologia desenvolvida neste trabalho compreende as etapas das correções geométricas e radiométricas, recorte e processamento. Para calcular a estimativa de CH4 e fluxo de CO2 foi necessário calcular índices de vegetação e identificar características como biomassa, índice de área foliar, atividade fotossintética, produtividade. Os resultados gerados por este trabalho são do CH4 estimado no enchimento do lago da represa da UHE Serra do Facão, e do fluxo de CO2 na fase rio e no entorno do reservatório. Os valores estimados de metano são similares aos publicados no Relatório de Referência do Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT) e a outros trabalhos desenvolvidos em reservatórios tropicais, mesmo com métodos diferentes de obtenção de resultados. O carbono atmosférico é inversamente proporcional a absorção do carbono pelas plantas. As áreas com maior atividade vegetativa mostraram os valores mais elevados no fluxo de CO2. O método de determinação do fluxo de CO2 utilizando imagens orbitais constitui uma forma de mensuração indireta e permite estimar o comportamento do gás no processo de fotossíntese da planta, sem a necessidade de derrubada de árvores como amostras para obtenção de dados.
publishDate 2015
dc.date.issued.fl_str_mv 2015
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2016-03-12T02:05:43Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10183/133679
dc.identifier.nrb.pt_BR.fl_str_mv 000985292
url http://hdl.handle.net/10183/133679
identifier_str_mv 000985292
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron:UFRGS
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron_str UFRGS
institution UFRGS
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
bitstream.url.fl_str_mv http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/133679/1/000985292.pdf
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/133679/2/000985292.pdf.txt
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/133679/3/000985292.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv db3957cd7a789e49d406f7bc8c230124
660534fdc1b4ea863d8a8f2a54b1faf5
53392d3952bcd75709c0e28ebffa31a9
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
repository.mail.fl_str_mv lume@ufrgs.br||lume@ufrgs.br
_version_ 1810085352839315456