Uma modelagem de sequestro e armazenamento de dióxido de carbono atmosférico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

O dióxido de carbono (CO2) é um importante gás de efeito estufa. No entanto, um aumento gradual ameaça substancialmente o clima. Um dos principais desafios do planejamento ambiental é identificar um modelo que vincule todos os fatores do ciclo de carbono, ou seja, oceano – ecossistema terrestre – emissão antropogênica – atmosfera. Princípios básicos de Termodinâmica podem ser aplicados em uma modelagem estatística com bases em séries históricas para obter concentrações de CO2 na atmosfera, possibilitando a construção de cenários para uma melhor tomada de decisões. Por este motivo, foi desenvolvido no trabalho um modelo que interliga todos os fatores do ciclo de carbono, focalizando em quatro zonas térmicas ou climáticas (Boreal, Temperada, Tropical, Polar), para cálculos de armazenamento de CO2 atmosférico. Os resultados mostram que no ano 2100 se atingirá uma concentração de CO2 quatro vezes maior do que antes do período pré-industrial. A zona temperada emite quase a metade de dióxido de carbono à atmosfera na atualidade; para o ano 2100, essa emissão aumentará a quinze vezes mais que a zona tropical. A China será responsável em uma proporção de vinte quatro a onze com relação aos Estados Unidos. A estabilização das concentrações de CO2 na atmosfera será obtida quando as emissões de dióxido de carbono antropogênico tiverem uma diminuição de mais do que trinta e quatro por cento para o ano 2100 na zona temperada.

Carbon dioxide (CO2) is the most important greenhouse gas. A gradual increase on its atmospheric concentration threatens significantly the climate. One of the main challenges of environment planning is to identify a model that connects all factors that determine the carbon cycle, that is, ocean – terrestrial ecosystem – anthropogenic emissions – atmosphere. Basic thermodynamic principles can be applied in a statistical modeling with historic time series to obtain atmospheric CO2 concentration, creating the possibility of construction of scenarios that will help decision making. A model that links all carbon cycle factors was developed in this dissertation work, focusing in four thermal of climatic zones (Boreal, Temperate, Tropical, and Polar) for calculations of atmospheric CO2 storage. Results show that in 2100, the atmospheric CO2 concentration will reach a value four times higher than that of the pre-industrial period. The temperate zone already emits almost half of the carbon dioxide to the atmosphere; by 2100, this emission will increase 15 times more than that corresponding to the tropical zone. China will be responsible for emissions in a proportion of 24 to 11 in comparison to that of the United States. Stabilization of CO2 concentrations in the atmosphere will be obtained when the anthropogenic carbon dioxide emissions attain a decrease of at least 34% in 2100 in the temperate zone.