Desenvolvimento de uma câmara flutuante para medição de fluxo de CO2 na interface água-ar

Orientador: Michael Mannich

Coorientador: Emílio Mercuri

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Defesa: Curitiba, 13/11/2023

Inclui referências

Resumo: As câmaras flutuantes utilizadas na medição de fluxo de CO2 na interface água-ar, têm sua origem na crescente necessidade de compreender as trocas de gases entre a atmosfera e os corpos d’água. Inicialmente, eram dispositivos simples construídos com materiais acessíveis, como polímeros, vidro ou metal. Posteriormente, evoluíram com a inclusão de colares flexíveis e extensões de parede para aprimorar a precisão das medições. Nesta pesquisa, realizou-se uma comparação das medições de fluxos de CO2 na interface água-ar em condições de campo, empregando duas variações de câmaras: uma equipada com um colar flexível e outra com extensão de parede. Os objetivos específicos que orientaram a pesquisa incluíram a proposição de recomendações para otimizar o uso de câmaras na medição de fluxos de CO2 na interface água-ar, levando em consideração as vantagens e limitações de cada tipo de câmara. Além disso, buscou-se quantificar as diferenças nos valores de fluxos de CO2 obtidos pelas câmaras com colar flexível e com extensão de parede, com o propósito de identificar discrepâncias entre esses dois métodos. A pesquisa envolveu experimentos de campo em ambiente aquático, a fim de compreender o desempenho relativo das câmaras em diferentes condições. Os resultados destacaram as implicações práticas dessas diferenças nas medições de fluxo de CO2, oferecendo uma base sólida para o aprimoramento da instrumentação utilizada em estudos de trocas de gases nessa interface.

Abstract: Floating chambers used for measuring CO2 flux at the water-air interface have their origins in the growing need to understand gas exchange between the atmosphere and bodies of water. Initially, these were simple devices constructed from readily available materials such as polymers, glass, or metal. Subsequently, they evolved with the inclusion of flexible collars and wall extensions to enhance measurement accuracy.In this research, a comparison of CO2 flux measurements at the water-air interface under field conditions was conducted using two chamber variations: one equipped with a flexible collar and the other with a wall extension. Specific research objectives included proposing recommendations for optimizing chamber usage in CO2 flux measurements at the water-air interface, considering the advantages and limitations of each chamber type. Additionally, efforts were made to quantify differences in CO2 flux values obtained by chambers with flexible collars and wall extensions, with the purpose of identifying discrepancies between these two methods. Field experiments in aquatic environments were conducted as part of the research to understand the relative performance of chambers under varying conditions. The results highlighted the practical implications of these differences in CO2 flux measurements, providing a solid foundation for enhancing the instrumentation used in gas exchange studies at this interface.