Os laticínios transformam a bagunça em lagoas artificiais chamadas lagoas de esterco, onde micróbios anaeróbicos o decompõem em metano, um poderoso gás de efeito estufa. O metano aprisiona 80% mais calor na atmosfera do que o dióxido de carbono, contribuindo para cerca de um quarto das mudanças climáticas até hoje. O trato digestivo da vaca também produz metano e o libera quando a vaca arrota.

Cerca de 50% do metano que a Califórnia emite vem de fazendas de laticínios. A fim de atender às rigorosas metas climáticas, o estado propôs formas de regular as emissões de metano dos laticínios. Mas estes esforços enfrentam um grande problema: não existe atualmente uma maneira confiável para os produtores de leite medirem a quantidade de metano produzido em sua fazenda.

A quantidade de metano produzida depende do número de vacas, de sua dieta, do clima e de como o esterco é armazenado úmido. As estimativas da quantidade de metano que uma fazenda produz são, portanto, incertas. As medições feitas por satélite ou aeronaves retornam as estimativas mais precisas, mas estas ferramentas são caras e nem sempre funcionam no nível das fazendas individuais.

O colega de pós-doutorado da UC Riverside, Javier Gonzalez-Rocha, quer mudar isso. Ele está trabalhando com o professor de engenharia mecânica Akula Venkatram e a professora de ciências ambientais Francesca Hopkins para desenvolver sistemas robóticos aéreos que possam quantificar as emissões de metano diretamente sobre uma instalação leiteira específica.

Para atingir este objetivo, Gonzalez-Rocha desenvolveu um novo método para extrair as estimativas de velocidade do vento dos distúrbios ao movimento do zangão causado pelo vento. Este algoritmo foi adaptado a um sistema de “núcleo de ar” baseado em drones desenvolvido pelo professor de engenharia ambiental Don Collins e pelo estudante de pós-graduação Zihan Zhu.

Um núcleo de ar é semelhante a um núcleo de gelo, um tampão de gelo puxado de uma geleira que pode revelar mudanças na composição atmosférica ao longo do tempo. Ao combinar a velocidade do vento e a capacidade de medição do núcleo do ar, os drones podem ajudar a detectar, localizar e estimar emissões de metano em escalas espaciais finas, de outra forma difíceis de resolver usando técnicas padrão de medição de vento e composição do ar. A capacidade dos drones de pairar e manobrar em ambientes restritos, onde é difícil para as aeronaves convencionais de asa fixa operar, também oferece novas possibilidades para a obtenção de observações direcionadas de gases de efeito estufa na atmosfera inferior.

O trabalho que está sendo liderado por Gonzalez-Rocha e Zhu produzirá em breve novas descobertas que abordam a confiabilidade das medições atmosféricas baseadas em drones em comparação com os sensores convencionais de vento e composição do ar.

Gonzalez-Rocha está testando os drones no local de operações agrícolas da UCR e em fazendas de laticínios na Califórnia, onde ele os está usando para medir as concentrações de metano a diferentes distâncias para baixo do vento a partir de fontes de emissão. Entender como as concentrações de metano variam em diferentes locais a favor do vento é fundamental para quantificar as fontes de emissão.

Embora as técnicas desenvolvidas por Gonzalez-Rocha e Zhu estejam em seu estágio inicial, ainda há um grande potencial para melhorar a precisão das medições baseadas em drones. O trabalho em andamento está explorando um sistema de núcleo de ar de múltiplas entradas para amostragem da composição do ar em várias alturas simultaneamente à medida que o drone se move através de uma pluma de metano. Os pesquisadores acreditam que estão em um curso para que os agricultores utilizem esta tecnologia dentro dos próximos 5 a 10 anos.

por Holly Ober, Universidade da Califórnia

Traduzido com DeepL