Uso da espectroscopia fotoacústica no sensoriamento de óxido nitroso no solo

Um das grandes ameaças da atualidade é o aquecimento global, movimentando nações a planejar ações a fim de diminuir a emissão de gases do efeito estufa (GEE). Tratados como o protocolo de Kyoto, criado em 1997 e implementado em 2005, e o acordo de Paris, criado em 2015 e implementado em 2016, são alguns exemplos de políticas públicas internacionais criadas para impedir o efeito estufa, limitando as taxas de GEE que países industrializados e em desenvolvimento podem emitir. O Brasil é o sexto maior emissor de GEE. O setor agropecuário é responsável por quase meio bilhão de toneladas de CO2 (dióxido de carbono), representando um total de 25% da emissão de GEE no território nacional. Os principais motivos para as altas taxas de emissão de GEE são: produção de metano por fermentação no rúmen animal, manejo dos solos por meio da aplicação de fertilizantes nitrogenados e manejo de dejetos animais. Mesmo na pandemia, o Brasil aumentou o consumo de fertilizantes nitrogenados em 2,5% comparado ao ano de 2019. O óxido nitroso (N2O) representa 7,5% das emissões de GEE no Brasil, porém seu potencial de aquecimento global é 298 vezes maior que o do CO2. O objetivo deste trabalho é monitorar as taxas de emissão de óxido nitroso em solos tratados e não tratados com fertilizantes nitrogenados. O solo usado é oriundo de áreas experimentais da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro – Campos dos Goytacazes e foi coletado com anéis de metal com 5 cm de diâmetro e 5 cm de altura para manter as características estruturais do solo. O solo coletado foi levado para o laboratório de ciências físicas da UENF, onde foi realizado o controle de parâmetros como massa e teor de água. A técnica utilizada para monitorar o N2O foi a espectroscopia fotoacústica acoplada a um laser de cascata quântica como fonte de radiação. O espectrômetro fotoacústico está acoplado a um sistema capaz de realizar monitoramento em tempo real das emissões de óxido nitroso proveniente das amostras de solo coletadas diretamente do campo. Esse sistema foi desenvolvido no laboratório de ciências físicas da UENF sendo controlado por rotinas de programação Python e Arduino que permitem realizar controle do equipamento de forma remota caso seja necessário. A partir da utilização desse sistema foi possível monitorar a emissão de óxido nitroso para concentrações de algumas partes por milhão (ppm). A partir dos resultados obtidos, foi possível comparar as emissões do solo tratado com o fertilizante nitrato de amônio e não tratado (referência). Ou seja, a técnica de espectroscopia fotoacústica foi capaz de medir taxas de emissão de óxido nitroso com êxito.