Uma rede de medição de carbono instalada em áreas agrícolas do Rio Grande do Sul está revelando, com precisão inédita, como diferentes sistemas de produção agropecuária interagem com o clima. Coordenado pela UFSM, por meio do Laboratório de Gases do Efeito Estufa (LABGEE), o projeto utiliza torres de fluxo, um equipamento semelhante à estação meteorológica, porém equipado com sensores mais precisos. Essas torres são consideradas o método mais avançado do mundo para medir continuamente a emissão e a absorção de gases de efeito estufa em lavouras e pastagens.

A iniciativa coloca a UFSM entre as instituições protagonistas no Brasil e no mundo no monitoramento contínuo e em tempo real do balanço de CO₂ em sistemas agrícolas, o que é estratégico para compreender o papel da agropecuária nas mudanças climáticas. No Brasil, pesquisas desse tipo em sistemas agrícolas monitorados continuamente por torres de fluxo são raras, especialmente em culturas importantes para a economia regional, como soja, arroz irrigado e pecuária.

À frente desta iniciativa, os professores Débora Roberti, do Departamento de Física do CCNE, e Rodrigo Jacques, do Departamento de Solos do CCR, destacam a importância deste trabalho, que, ao mesmo tempo em que ressalta o papel do manejo adequado das áreas agrícolas e desmistifica a produção rural - quando bem feita - como vilã das mudanças climáticas, projeta novos mercados e fortalece a internacionalização da UFSM.

Sensores medem CO₂ em tempo real

Ao todo, nove torres de fluxo estão instaladas em diferentes sistemas produtivos do Sul do país, incluindo lavouras de soja, trigo, milho e arroz irrigado, além de pastagens naturais do bioma Pampa. Os equipamentos estão distribuídos em propriedades nos municípios gaúchos de Catuípe (duas unidades), Alegrete, Cachoeira do Sul (quatro unidades) e Santa Maria, além de uma área no Paraná. Os locais foram escolhidos por permitirem comparar manejos tradicionais ou melhorados das lavouras e pastagens.

As torres de fluxo são equipadas com sensores altamente sensíveis, capazes de registrar de forma contínua as absorções e emissões de gases do efeito estufa de uma área. Os instrumentos realizam 10 medições por segundo, identificando se, por exemplo, o dióxido de carbono (CO₂) está sendo liberado para a atmosfera ou absorvido pelas plantas - e, após, armazenado no solo. “A metodologia em si é única no mundo, só ela que faz isso. É a mais avançada e universalmente aceita”, explica Rodrigo.

Além da medição dos gases, os equipamentos registram variáveis meteorológicas, como temperatura do ar e do solo, radiação solar e precipitação. Todos os dados são transmitidos automaticamente pela internet para o LABGEE, situado no prédio do INPE, onde são processados e analisados pelos pesquisadores e estudantes de pós-graduação de Física e Meteorologia, com apoio do meteorologista Murilo Lopes.

Com esse monitoramento contínuo, os cientistas conseguem calcular o chamado fluxo de carbono, que representa o saldo (balanço) entre o carbono retirado da atmosfera pelas plantas durante a fotossíntese e aquele liberado por processos naturais, como respiração das plantas, decomposição da matéria orgânica e atividade de organismos vivos. O acompanhamento permite identificar em tempo real, ao longo do dia, dos meses, das estações e dos anos, quando um sistema produtivo atua como emissor ou absorvedor de carbono.

De meia em meia hora, por três anos

“É preciso no mínimo 10 medidas por segundo da concentração do CO₂ e da velocidade vertical do vento na atmosfera. Com uma análise estatística destes dados se obtém o fluxo, e então é possível dizer, a cada meia hora, se um sistema emitiu ou absorveu”, explica Débora.

Como as medições são realizadas continuamente, a cada meia hora, os pesquisadores conseguem acompanhar ao longo do ano o comportamento das emissões e absorções em cada área monitorada. Com um ano completo de dados, já é possível calcular o balanço anual de carbono de um sistema agrícola, pecuário ou natural e identificar práticas que aumentam a absorção ou as emissões.

No entanto, para garantir resultados mais robustos, o monitoramento precisa se estender por períodos maiores, já que as condições climáticas variam de um ano para outro - no caso, três anos é o período mínimo determinado pelos pesquisadores para captar melhor estas variações. “Esse é o destaque desta técnica, que está na vanguarda das metodologias de medida de gás do efeito estufa na atmosfera”, salienta Débora.  

Pioneirismo e investimentos

A professora Débora destaca o pioneirismo do Laboratório de Gases de Efeito Estufa (LABGEE), que acumula mais de 30 anos de experiência em monitoramento com torres de fluxo, com atualização constante das tecnologias utilizadas. “Nosso grupo, nos anos 1990, já participava de projetos na Amazônia. Mais tarde começamos a usar nos sistemas de manejo do Rio Grande do Sul, e começamos a monitorar mais continuamente a partir de 2010”, afirma.

O conjunto dos equipamentos utilizados no projeto representa um investimento de cerca de R$ 5 milhões, obtido pelo LABGEE ao longo dos anos por meio de projetos financiados por diferentes agências.

Trabalho interdisciplinar

A interdisciplinaridade é essencial para o êxito do projeto. Pesquisadores da Física, da Agronomia, da Meteorologia, trabalhando juntos, contribuem para o melhor entendimento dos resultados, que são utilizados por diversos grupos na UFSM, incluindo a área de sensoriamento remoto, e também de outras universidades. "É um trabalho bem amplo, e os resultados são compartilhados", destaca Débora.

Rodrigo exemplifica que, enquanto para as Ciências Rurais a ênfase maior é no armazenamento do carbono no solo, a Física se interessa pela contribuição dos gases para o aquecimento global, e a Economia estuda a venda e remuneração de créditos de carbono. "A fixação e emissão de carbono é um assunto que permeia vários grupos de pesquisa na UFSM, com diferentes óticas, e todos estão, de certo modo, dependentes de uma metodologia de quantificação, de como saber se um sistema produtivo, seja industrial ou agropecuário, está emitindo ou absorvendo. Aí é que entra esta metodologia, que é uma maneira mais moderna de quantificar", ressalta.

Protagonismo e reconhecimento internacional

O trabalho motiva tanto os produtores rurais envolvidos, que, com o manejo correto, visualizam no futuro monetizar créditos de carbono, quanto alunos de cursos como Física, Meteorologia, Agronomia e Engenharia Ambiental, que participam ativamente dos estudos e, mensalmente, visitam as propriedades nas quais as torres estão instaladas, sob a coordenação do meteorologista Murilo. "Nosso protagonismo é também na formação de recursos humanos para trabalhar com essa metodologia, que não é simples", destaca Débora.

A referência da UFSM na área não é de hoje. "Somos pioneiros no Brasil para este monitoramento contínuo ao longo dos anos, com torres de fluxo. O grupo que tem o maior protagonismo é o nosso. Inclusive, por 20 anos, fizemos em Santa Maria o Congresso Brasileiro de Micrometeorologia, evento bianual que recebia a comunidade nacional e internacional", lembra Débora.

O reconhecimento internacional só cresce. Atualmente, os dados obtidos pelas torres de monitoramento estão entrando em um banco de dados mundial, sendo utilizados por grupos de pesquisa de inúmeros países. "Somos um grupo muito internacionalizado, com inúmeras parcerias. Também recebemos muitos pesquisadores estrangeiros e enviamos alunos de doutorado e pós-doutorado para países como Portugal e Estados Unidos", acrescenta a pesquisadora.

Importância ambiental e potencial econômico

A agricultura é frequentemente apontada como uma das fontes de emissão de gases de efeito estufa, mas os estudos conduzidos pela UFSM mostram que sistemas produtivos bem manejados, como é o caso dos que estão sendo monitorados, também podem remover carbono da atmosfera, contribuindo para reduzir o acúmulo de gases de efeito estufa na atmosfera.

As medições feitas pelas torres de fluxo permitem identificar quais práticas agrícolas aumentam essa capacidade de captura, como o uso de plantas de cobertura, rotação de culturas, integração lavoura-pecuária e manejo adequado das pastagens. “Quanto mais planta tiver no solo, sem intervalos, maior é a absorção, porque o que absorve o CO₂ da atmosfera e coloca no solo são as plantas, por meio da fotossíntese. Sistemas sem pousios são os que mais absorvem”, destaca Rodrigo.

Além de contribuir para reduzir o aquecimento global, essas práticas podem melhorar a fertilidade do solo e abrir oportunidades para geração de créditos de carbono na agropecuária, que podem ser comercializados com empresas interessadas em compensar suas emissões.

Estimativas indicam que, se metade das áreas de pastagens naturais do Pampa fosse utilizada para geração de créditos de carbono, seria possível produzir cerca de 3,3 milhões de créditos por ano. Considerando um valor médio de US$ 10 por crédito, o potencial de receita chegaria a US$ 33 milhões anuais.

Além disso, práticas que aumentam a captura de carbono — como rotação de culturas, plantas de cobertura e manejo adequado do solo — tendem a melhorar a fertilidade e a estrutura do solo, contribuindo também para maior produtividade agrícola.

O que mostra o monitoramento

Os resultados das pesquisas conduzidas pela UFSM têm indicado que práticas agrícolas adequadas podem transformar lavouras e pastagens em aliadas importantes no combate às mudanças climáticas, ao ampliar a captura de carbono e reduzir emissões de gases de efeito estufa.

No arroz irrigado, a introdução de pastagens de inverno nas lavouras reduziu as emissões de CO₂ em 20% e de metano em 60%. As lavouras que cultivam soja e trigo, muito comuns na região, podem absorver até três vezes mais CO₂ por hectare se intercaladas por plantas de cobertura. A produção de bovinos em pastagens do Pampa pode absorver CO₂ pelo correto manejo da pastagem, compensando as emissões de metano pelo gado, aliando a produção de uma carne de qualidade com absorção de gases do efeito estufa.

Já a lavoura de trigo, segundo Rodrigo, é uma grande absorvedora de CO₂, mas deixá-la parada, sem cultivo, a torna uma emissora de CO₂. De maneira geral, conforme ele, as lavouras do RS têm potencial de serem absorvedoras de CO₂ e poderiam ser utilizadas para venda de créditos de carbono.  

Próximos passos: novas culturas e créditos de carbono

Os estudos conduzidos pela UFSM seguem em andamento e buscam ampliar o conhecimento sobre como diferentes práticas agrícolas influenciam o balanço de gases de efeito estufa nos sistemas produtivos do Sul do Brasil. Os pesquisadores esperam que os dados obtidos possam orientar estratégias de produção mais sustentáveis, apoiar políticas públicas e fortalecer o papel da agropecuária na mitigação das mudanças climáticas.

Assim que cada um dos sistemas produtivos que estão sendo monitorados atualmente completar três anos de dados gerados, outras culturas poderão ser contempladas, como a integração entre lavoura e pecuária e a fruticultura.

Outro passo futuro, assim que houver dados de três anos em cada sistema, é trabalhar em projeto piloto de crédito de carbono. "Como esse trabalho não é em nível de pequenos experimentos, mas sim em nível de fazenda, esses dados que estamos gerando podem servir como uma linha de base para saber se os agricultores estão absorvendo ou emitindo, sendo possível, então, entrar no mercado de crédito de carbono", afirma Débora.

Texto: Ricardo Bonfanti
Arte gráfica: Daniel Michelon De Carli