João Miguel Merces Bega.

Aprovado pelo edital SustentaUSP, o projeto é uma iniciativa de alunos e pós-doutorandos vinculados ao Laboratório de Hidrologia Florestal (ESALQ/USP), sob a orientação do Professor Dr. Silvio Frosini de Barros Ferraz. Seu objetivo é oferecer oficinas sobre a temática hídrica, com linguagem acessível, aproximando a universidade da comunidade e estimulando o senso crítico dos participantes. A faixa etária que se busca atingir são participantes a partir de seis anos de idade, podendo ter a abordagem adaptada para cada ocasião e público. As atividades planejadas são: (a) Montagem de pluviômetros com material reciclável: guiar os participantes para a montagem de um pluviômetro, mostrando também o passo a passo para realizar o monitoramento das chuvas após a construção e instalação. (b) Mapa interativo de uso do solo e recursos hídricos: será disponibilizado um mapa com apenas o corpo hídrico pré-estabelecido e poderá planejar onde ficarão as florestas, pecuária, residências, agricultura e outros tipos de uso do solo. (c) Teste de qualidade de água: o participante irá coletar a água do becker com uma pipeta e depositar uma gota na fita mensuradora. A água irá reagir e mostrar a cor final, que ao ser comparada com a tabela do fabricante dará um valor de pH. Este processo se repetirá para três tipos de água, disponíveis nos beckers. (d) Conhecendo os macroinvertebrados: por meio de materiais já disponíveis no laboratório e cartilhas que serão elaboradas no projeto, será explicado o que é um macroinvertebrado e sua importância para os riachos.

No sudeste do Brasil, os biomas da Mata Atlântica e Cerrado estão passando por uma intensa restauração com o objetivo de recuperar ecossistemas e biodiversidade. A revegetação das áreas ripárias é crucial para preservar a estrutura e a função dos riachos de cabeceira, os quais são essenciais para sustentar os grandes rios. No entanto, a compreensão do processamento de carbono em tais ambientes tem sido amplamente negligenciada nas regiões tropicais, apesar de sua importância para orientar estratégias de restauração florestal. Este projeto avaliará os efeitos da restauração das florestas ripárias em bacias hidrográficas tropicais no processamento de carbono em riachos, medindo funções-chave do ecossistema: decomposição da matéria orgânica, metabolismo aquático e fluxos de carbono gasoso. O estudo será conduzido nas bacias hidrográficas do Rio Corumbataí (caracterizada por baixa resiliência) e do Vale do Paraíba do Sul (caracterizada por alta resiliência). A presente pesquisa visa abranger um gradiente de condições ecológicas, refletindo as diferentes idades de revegetação nesses ambientes com históricos de distúrbios contrastantes. Em cada uma das duas bacias hidrográficas, trinta microbacias independentes serão selecionadas para incluir riachos de cabeceira de referência, restaurados e impactados. As taxas de decomposição da matéria orgânica serão avaliadas através da técnica de tiras de algodão. O metabolismo aquático será estimado por meio de modelagem matemática das mudanças temporais na concentração de oxigênio dissolvido. Os fluxos de carbono gasoso serão medidos com o método de equilíbrio de headspace. Uma série de métricas de paisagem, parâmetros de vegetação ripária e fatores ambientais será avaliada para caracterizar tanto o compartimento terrestre quanto o aquático. A principal contribuição desta proposta é gerar informações que apoiarão os esforços para restaurar florestas ripárias em bacias hidrográficas de cabeceira, aumentando assim as funções do ecossistema relacionadas ao processamento de carbono nos riachos no Brasil e em outras regiões tropicais.

As florestas são componentes essenciais de regulação do ciclo hidrológico. Esforços recentes têm sido realizados para restauração de ecossistemas alterados por atividades humanas na região sudeste do Brasil, em busca de recuperar seus processos e funções ecohidrológicas. Na zona ripária, o papel florestal é especialmente importante para a estrutura e o funcionamento de riachos. Neste projeto, propõe-se adotar uma abordagem transversal e multi-escalar para compreender as interações entre a estrutura, os processos e as funções de florestas restauradas na regulação dos fluxos hidrológicos e no metabolismo de riachos. A abordagem transversal abrange desde a escala da árvore e do solo até o próprio curso dágua, reconhecendo que os processos ecológicos operam de forma interdependente em diferentes escalas. Serão consideradas: a escala de parcela (e.g., transpiração), a zona ripária (e.g., estrutura da floresta e sombreamento), a microbacia (e.g., regime de vazão) e o riacho (e.g., biodiversidade aquática). Para isso, o estudo será realizado na Estação Experimental de Itatinga, onde experimentos de longo termo encontram-se previamente instalados a partir de investimentos em pesquisa nos últimos 10 anos. Também serão utilizados outros 30 riachos com florestas ripárias restauradas na região da bacia do Corumbataí e do alto vale do Paraíba (projeto Conexão Mata Atlântica), de forma a abranger um amplo gradiente de solo e clima e apoiar a modelagem das relações floresta-água. A coleta de dados será realizada por meio de parcelas experimentais instaladas em áreas ripárias e no gradiente topográfico, monitoramento hidrológico de microbacias experimentais e ampla instrumentação de monitoramento de fluxos hidrológicos na vegetação, solos e riachos. Análises estatísticas buscarão diferenciar processos e funções em diferentes condições de estrutura da vegetação florestal. O projeto pretende contribuir com metodologias para diagnóstico de funcionamento ecohidrológico de florestas e os benefícios para ecossistemas fluviais, testando indicadores da vegetação, de protocolos de avaliação rápida de campo e derivados de imagens obtidas por veículo aéreo não tripulado (VANT).

A prevalência global de barragens antigas obsoletas ou inseguras torna necessária a elaboração de abordagens eficazes de restauração e a ampliação do conhecimento nesta área. Este projeto avaliou os efeitos da remoção de barragens sobre o processamento de carbono, por meio da medição de funções-chave do ecossistema (decomposição de matéria orgânica, metabolismo em toda a extensão do trecho e fluxos gasosos de carbono) em um riacho montanhoso de clima mediterrâneo. Compararam-se essas funções em três trechos: um no qual a barragem foi removida (restaurado), um com a barragem intacta (impactado) e um em condições naturais (referência), ao longo de um ano, em diferentes estações. As taxas de decomposição de matéria orgânica corrigidas pela temperatura e os parâmetros metabólicos no trecho restaurado apresentaram valores intermediários entre aqueles observados nos trechos de referência e impactado. Além disso, a remoção da barragem resultou em fluxos de dióxido de carbono semelhantes aos do trecho de referência, enquanto os fluxos de metano tenderam a ser mais elevados no trecho restaurado em comparação com os demais. A variação sazonal foi acentuada e os efeitos observados foram inconsistentes entre as estações para várias funções. Essa inconsistência provavelmente se deve a mudanças sazonais desiguais nas características hidromorfológicas e físico-químicas dos trechos estudados. Os resultados indicam que, apesar das melhorias notáveis, é necessário um período mais longo para que o trecho restaurado reproduza plenamente as características funcionais do trecho de referência. Embora a restauração por remoção de barragens contribua positivamente para certos aspectos do processamento de carbono, uma abordagem mais holística, possivelmente incluindo melhorias hidromorfológicas e de habitat em escala mais ampla, é necessária para restaurar integralmente os processos ecológicos em ecossistemas lóticos. Essas percepções são essenciais para orientar futuros projetos de restauração com remoção de barragens, defendendo o uso de métricas de funções ecossistêmicas como indicadores abrangentes de recuperação ecológica e de sucesso da restauração.

A restauração de riachos impactados pode auxiliar na recuperação ou na manutenção dos serviços ecossistêmicos vinculados à ciclagem e transformação da matéria. No entanto, há atualmente uma escassez de estudos dedicados à avaliação de indicadores funcionais em resposta a intervenções estruturais in-situ para recuperação desses ambientes, sobretudo em regiões tropicais e em regime de cheia. A presente pesquisa objetivou analisar o efeito da aplicação de cross-vanes e riffles sobre a qualidade da água e aspectos funcionais [taxas metabólicas e retenção de amônio e fósforo solúvel reativo (FSR)] de um riacho tropical na área urbana de São Carlos (SP, Brasil) em duas condições hidrológicas contrastantes: escoamento de base e regime de cheia. Para esse propósito, os valores pós-restauração foram comparados com medições pré-restauração e condições de referência encontradas em riachos com mínimo impacto antropogênico na área de estudo. As taxas metabólicas e as métricas de retenção de amônio e FSR não foram completamente recuperadas após as adições. No entanto, as intervenções alteraram características hidromorfológicas importantes do riacho, com melhorias esperadas a longo prazo. Ademais, em regime de cheia, esta pesquisa demonstrou que cross-vanes e riffles têm eficácia limitada na mitigação da poluição difusa, pelo menos em áreas urbanas. Essas estruturas podem reter sedimentos temporariamente e impedir a ocorrência da primeira carga de lavagem, mas não são eficazes na redução da exportação de sólidos suspensos e nutrientes dissolvidos a jusante na rede de drenagem, uma vez que concentrações médias no evento semelhantes ou maiores (mas nunca menores) foram obtidas após a restauração. As intervenções utilizadas na pesquisa estão alinhadas com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODSs), especificamente o Objetivo 6 (água potável e saneamento para todos) e o Objetivo 13 (ação contra a mudança global do clima). A partir do entendimento do efeito de tais técnicas de recuperação em diferentes condições hidrológicas, os resultados do estudo podem subsidiar a definição de critérios e metodologias em futuros projetos de recuperação de riachos impactados em cenários de mudanças climáticas, contribuindo para o alcance dos ODSs supracitados.

Diversos cursos de água impactados por áreas urbanas em todo o mundo apresentam baixa qualidade de suas águas. Uma das formas de monitorar tais ambientes é por meio de Índices de Qualidade da Água (IQAs). No entanto, há escassez de informações sobre o comportamento desses indicadores ao longo do dia, uma vez que as coletas são frequentemente realizadas apenas no período da manhã. Este estudo teve como objetivo avaliar as variações do IQA da CETESB e dos parâmetros que o compõem nos períodos da manhã, tarde e noite, em um riacho urbano. Também foram analisadas as variações sazonais dessas variáveis e a eficiência da cafeína como indicador de poluição por esgoto doméstico. Os parâmetros avaliados foram: temperatura da água, turbidez, sólidos totais, pH, oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), fósforo total (PT), nitrogênio total (NT) e coliformes termotolerantes (Escherichia coli). Os resultados indicaram piora na qualidade da água do riacho ao longo das décadas, associada à intensificação das atividades antrópicas na bacia, como aumento do lançamento de esgotos domésticos e redução da vegetação ripária. De modo geral, observaram-se baixas concentrações de OD e valores elevados de DBO, PT e NT, além de altas contagens de Escherichia coli. A maioria das amostras apresentou desconformidade com os limites estabelecidos pela Resolução CONAMA n 357/05. Quanto às variações diárias, houve diferença estatisticamente significativa do IQA apenas entre os períodos da manhã e da tarde na estação de estiagem. No entanto, valores distintos ao longo do dia foram comuns em todos os meses, chegando a uma diferença de 30 pontos entre manhã (49) e noite (19). A cafeína foi detectada em todas as amostras. As maiores concentrações ocorreram pela manhã, coincidindo com os menores valores do IQA da CETESB, o que evidencia a influência de ligações clandestinas de esgoto doméstico na degradação da qualidade da água do riacho estudado.

Programas de monitoramento de riachos urbanos raramente consideram o ciclo diário da qualidade da água. Além disso, índices de qualidade da água (IQAs) frequentemente dependem de um número excessivo de parâmetros correlacionados. Até o desenvolvimento do projeto, nenhum estudo anterior combinou a análise de componentes principais (ACP) e o ciclo diário da qualidade da água de riachos urbanos para aprimorar a construção de IQAs. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo desenvolver um novo índice de qualidade da água para ambientes urbanos (IQAurbano), incorporando esses dois fatores. Como ponto de partida, utilizou-se o principal IQA adotado no Brasil para avaliação da qualidade da água destinada ao abastecimento público (IQA da CETESB), composto pelos parâmetros: sólidos totais (ST), temperatura da água, turbidez, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), pH, oxigênio dissolvido (OD), nitrogênio total, fósforo total e coliformes termotolerantes (Escherichia coli). Os parâmetros selecionados para compor o IQAurbano receberam pesos de acordo com sua relevância para a caracterização da qualidade da água, sendo atribuído um valor de qualidade a cada parâmetro em função de sua concentração ou medida. O IQAurbano desenvolvido, formado por pH, ST, Escherichia coli e OD, foi capaz de preservar os padrões sazonais e diários da qualidade da água do riacho urbano quando comparado ao IQA da CETESB. Entretanto, a capacidade de discriminação espacial entre os pontos de amostragem foi relativamente limitada. Os resultados obtidos podem auxiliar gestores ambientais, formuladores de políticas públicas e pesquisadores locais a aprimorar programas de monitoramento de riachos urbanos, economizando recursos financeiros, tempo e mão de obra. Além disso, o IQAurbano mostra-se útil em situações excepcionais nas quais seja necessária uma avaliação rápida da qualidade da água em sistemas urbanos.

Os materiais construtivos utilizados como cobertura exercem influência significativa no aumento da temperatura no ambiente urbano, atuando tanto em larga escala, contribuindo para a formação de ilhas de calor, quanto em menor escala, afetando a temperatura interna das edificações e, consequentemente, o conforto térmico de seus ocupantes. Nesse contexto, esta pesquisa teve como objetivo comparar o desempenho térmico de três tipos de coberturas: fibra de celulose com betume, fibrocimento e cerâmica. Para isso, foi construído um protótipo em escala reduzida representando uma residência. Utilizando dois confortímetros Sensu, realizaram-se medições de temperatura do ar, temperatura radiante média e umidade relativa, tanto no interior quanto no exterior do protótipo. Os resultados indicaram que a cobertura de cerâmica apresentou as menores médias de temperatura do ar e de temperatura radiante. A análise dos picos de temperatura confirmou que, entre os três tipos de cobertura avaliados, a telha cerâmica obteve o melhor desempenho térmico.