Dinámica del carbono y evaluación de emisiones de GEI en el Embalse Maggiolo. Abordajes y herramientas para su gestión.

Abstract

Los embalses modifican el ciclo del carbono en sistemas acuáticos, generando y emitiendo gases de efecto invernadero (GEI), como dióxido de carbono y metano (CO2 y CH4), a través de procesos biológicos, químicos y físicos. Sin embargo, estos impactos suelen estar subestimados en evaluaciones ambientales. A pesar de su importancia global, los estudios sobre emisiones de GEI en embalses no hidroeléctricos y en sistemas de regiones subtropicales y templadas-cálidas son escasos, especialmente en Uruguay. Esto genera una carencia de datos para abordar las emisiones en el contexto de políticas ambientales y de cambio climático en el Uruguay. Dado que el país cuenta con más de 172.000 cuerpos de agua represados (datos oficiales al 2021), incluyendo pequeños embalses, es fundamental cuantificar sus emisiones y explorar herramientas de gestión ambiental. Este abordaje incluyó campañas de muestreo para la cuantificación de flujos de CO 2, usando como modelo el Embalse Ing. Oscar Maggiolo y su cuenca (Lavalleja). Se utilizó el método de captura de GEI con cámara flotante y la aplicación del modelo G-res tool para la estimación de flujos de GEI, analizando un ciclo de vida de 100 años. Para buscar alternativas de gestión, se identificaron instrumentos para mitigar las emisiones en base a revisión del marco normativo vigente. Los muestreos revelaron diferencias estacionales en la temperatura y el oxígeno disuelto en agua, con condiciones anóxicas en el fondo del embalse que favorecen la generación de CH 4. El flujo medio de CO 2 con cámara flotante fue en promedio de 719,5±1363 mgCO 2m-2d-1 durante la primavera, con variaciones entre zonas del embalse y sus tributarios. Mediante el modelo G-res se estimó una tasa de emisión de CO2 de 180 mgCO 2eqm-2d-1 y para CH 4 de 1643 mgCO 2eqm-2d-1, siendo el 67% debido al estado trófico y atribuibles a contribución de nutrientes desde la cuenca. Los resultados muestran al Embalse Maggiolo como un emisor neto de CO₂, con valores promedio elevados comparados con otros sistemas nacionales e incluso con referencias internacionales. El modelo G-res también identificó al embalse como un emisor neto durante todo su ciclo de vida, destacando las emisiones por CH 4 asociadas al estado trófico del embalse. Los muestreos por un lado permitieron capturar la variabilidad espacial en el flujo de CO 2 en la cuenca y el embalse, en tanto el modelo G-res permitió una aproximación a largo plazo incorporando los flujos estimados de CH 4. La aplicación del modelo fue posible gracias al ajuste con datos nacionales, donde se destaca la carga de fosforo como predictor clave de emisiones, que se asocia a usos y actividades antrópicas en la cuenca. Este trabajo evidenció la importancia de aplicar medidas e instrumentos para gestionar las emisiones de GEI desde los embalses, considerando enfoques que trasciendan el propio embalse e involucren distintas escalas de gestión. El estado trófico de cursos de agua puede estar sustentando emisiones de GEI mayores a las esperadas, lo que hace necesario incorporar los usos del suelo como predictores y tomar medidas en consecuencia si se pretende disminuir la huella de carbono de los embalses.

Reservoirs alter the carbon cycle in aquatic systems, generating and emitting greenhouse gases (GHGs), such as carbon dioxide (CO₂) and methane (CH₄), through biological, chemical, and physical processes. However, these impacts are often underestimated in environmental assessments. Despite their global significance, studies on GHG emissions from non-hydroelectric reservoirs, particularly in subtropical and temperate-warm regions, remain scarce—especially in Uruguay. This lack of data hinders efforts to address emissions within the framework of environmental and climate change policies in the country. Given that Uruguay has over 172,000 dammed water bodies (official data as of 2021), including small reservoirs, it is essential to quantify their emissions and explore environmental management tools.This study involved field campaigns to quantify CO₂ fluxes, using the Ing. Oscar Maggiolo Reservoir and its watershed (Lavalleja) as a model system. The methodology included GHG flux measurements with a floating chamber and the application of the G-res tool to estimate GHG emissions over a 100-year life cycle. To identify management alternatives, we reviewed existing regulatory frameworks for potential mitigation strategies. Field measurements revealed seasonal variations in temperature and dissolved oxygen levels, with anoxic conditions at the reservoir bottom favoring CH₄ production. The mean CO₂ flux measured with the floating chamber was 719.5±1363 mgCO₂ m⁻² d⁻¹ during spring, with spatial variability across reservoir zones and tributaries. Using the G-res model, estimated CO₂ emissions reached 180 mgCO₂eq m⁻² d⁻¹, while CH₄ emissions were 1643 mgCO₂eq m⁻² d⁻¹, with 67% attributed to trophic state and nutrient inputs from the watershed. The results indicate that the Maggiolo Reservoir acts as a net CO₂ emitter, with average values exceeding those reported for other national systems and even international references. The G-res model also identified the reservoir as a net emitter throughout its life cycle, highlighting CH₄ emissions linked to its trophic status. Field measurements captured the spatial variability of CO₂ fluxes within the watershed and reservoir, while the G-res model provided a long-term perspective by incorporating estimated CH₄ fluxes. The model’s application was feasible due to adjustments with national data, where phosphorus load emerged as a key predictor of emissions, strongly associated with land use and anthropogenic activities in the watershed. This study underscores the need for implementing measures and instruments to manage GHG emissions from reservoirs, emphasizing approaches that extend beyond the reservoir itself and incorporate multiple management scales. The trophic status of water bodies may drive higher-than-expected GHG emissions, making it crucial to integrate land use as a predictor and implement appropriate mitigation strategies if we are to decrease the carbon footprint of reservoirs.