Problemas inversos aplicados à identificação de parâmetros hidrodinâmicos de um modelo do estuário do rio Macaé

Esta tese tem por objetivo propor uma estratégia de obtenção automática de parâmetros hidrodinâmicos e de transporte através da solução de problemas inversos. A obtenção dos parâmetros de um modelo físico representa um dos principais problemas em sua calibração, e isso se deve em grande parte à dificuldade na medição em campo desses parâmetros. Em particular na modelagem de rios e estuários, a altura da rugosidade e o coeficiente de difusão turbulenta representam dois dos parâmetros com maior dificuldade de medição. Nesta tese é apresentada uma técnica automatizada de estimação desses parâmetros através deum problema inverso aplicado a um modelo do estuário do rio Macaé, localizado no norte do Rio de Janeiro. Para este estudo foi utilizada a plataforma MOHID, desenvolvida na Universidade Técnica de Lisboa, e que tem tido ampla aplicação na simulação de corpos hídricos. Foi realizada uma análise de sensibilidade das respostas do modelo com relação aos parâmetros de interesse. Verificou-se que a salinidade é uma variável sensível a ambos parâmetros. O problema inverso foi então resolvido utilizando vários métodos de otimização através do acoplamento da plataforma MOHID a códigos de otimização implementados em Fortran. O acoplamento foi realizado de forma a não alterar o código fonte do MOHID, possibilitando a utilização da ferramenta computacional aqui desenvolvida em qualquer versão dessa plataforma, bem como a sua alteração para o uso com outros simuladores. Os testes realizados confirmam a eficiência da técnica e apontam as melhores abordagens para uma rápida e precisa estimação dos parâmetros.

Determinação de uma fonte de contaminantes no estuário do Rio Macaé através da técnica de problemas inversos

Um grande desafio da atualidade é a preservação dos recursos hídricos, bem como o correto manejo dos mesmos, frente à expansão das cidades e às atividades humanas. A qualidade de um corpo hídrico é usualmente avaliada através da análise de parâmetros biológicos, físicos e químicos. O comportamento de tais parâmetros pode convenientemente ser simulado através de modelos matemáticos e computacionais, que surgem assim como uma ferramenta bastante útil, por sua capacidade de geração de cenários que possam embasar, por exemplo, tomadas de decisão. Nesta tese são discutidas técnicas de estimação da localização e intensidade de uma fonte de contaminante conservativo, hipoteticamente lançado na região predominantemente fluvial de um estuário. O lançamento aqui considerado se dá de forma pontual e contínua e a região enfocada compreendeu o estuário do Rio Macaé, localizado na costa norte do Rio de Janeiro. O trabalho compreende a solução de um problema direto, que consiste no transporte bidimensional (integrado na vertical) desse contaminante hipotético, bem como a aplicação de técnicas de problemas inversos. Para a solução do transporte do contaminante, aqui modelada pela versão 2D horizontal da equação de advecção-difusão, foram utilizados como métodos de discretização o Método de Elementos Finitos e o Método de Diferenças Finitas. Para o problema hidrodinâmico foram utilizados dados de uma solução já desenvolvida para estuário do Rio Macaé. Analisada a malha de acordo com o método de discretização, foram definidas a geometria do estuário e os parâmetros hidrodinâmicos e de transporte. Para a estimação dos parâmetros propostos foi utilizada a técnica de problemas inversos, com o uso dos métodos Luus-Jaakola, Algoritmo de Colisão de Partículas e Otimização por Colônia de Formigas para a estimação da localização e do método Seção Áurea para a estimação do parâmetro de intensidade da fonte. Para a definição de uma fonte, com o objetivo de propor um cenário experimental idealizado e de coleta de dados de amostragem, foi realizada a análise de sensibilidade quanto aos parâmetros a serem estimados. Como os dados de amostragem de concentração foram sintéticos, o problema inverso foi resolvido utilizando-os com e sem ruído, esse introduzido de forma artificial e aleatória. Sem o uso de ruído, os três métodos mostraram-se igualmente eficientes, com uma estimação precisa em 95% das execuções. Já com o uso de dados de amostragem com ruídos de 5%, o método Luus-Jaakola mostrou-se mais eficiente em esforço e custo computacional, embora todos tenham estimado precisamente a fonte em 80% das execuções. Considerando os resultados alcançados neste trabalho tem-se que é possível estimar uma fonte de constituintes, quanto à sua localização e intensidade, através da técnica de problemas inversos. Além disso, os métodos aplicados mostraram-se eficientes na estimação de tais parâmetros, com estimações precisas para a maioria de suas execuções. Sendo assim, o estudo do comportamento de contaminantes, e principalmente da identificação de fontes externas, torna-se uma importante ferramenta para a gestão dos recursos hídricos, possibilitando, inclusive, a identificação de possíveis responsáveis por passivos ambientais.

A pendularidade da população em Macaé-RJ a partir do processo de periferização urbana: o exemplo da Vila de Córrego do Ouro

A pesquisa tem por objetivo investigar um dos impactos do processo de desenvolvimento da indústria do petróleo em Macaé-RJ, sobre a dinâmica urbana no município, especialmente no deslocamento pendular da população na vila serrana de Córrego do Ouro. O desenvolvimento macaense é considerado a partir da sua influência sobre a dinâmica populacional, sobretudo no que se refere à sua mobilidade espacial. A análise é sustentada por uma base teórica que articula o processo de urbanização no Brasil contemporâneo e as possibilidades de interação entre os territórios urbano e rural, às características da mobilidade pendular da população, sobretudo em espaços não-metropolitanos. A pesquisa é apresentada a partir de trabalho de campo realizado e da confrontação de seus resultados com dados do IBGE e do Programa Macaé Cidadão. Por fim, a dissertação considera a formação de vetores de expansão urbana na sede macaense, como meio de reforçar o argumento da formação de um eixo periférico nos núcleos urbanos serranos que margeiam a RJ-162, exemplificados pelo estudo da pendularidade da população na vila de Córrego do Ouro.

Dinâmica socioeconômica do município de Macaé/RJ: uma análise do mercado de trabalho formal após a quebra do monopólio na exploração do petróleo

Esta tese tem por objetivo analisar as transformações socioeconômicas, com ênfase na dinâmica do mercado de trabalho, que ocorreram no município de Macaé, principalmente após a promulgação da Lei n 9.478, de 06/08/1997. Esta lei acabou com o monopólio da petrobras no que concerne a prospecção de petróleo atraindo para a região inúmeras empresas multinacionais. A importância do estudo deste municípío se deve ao fato de Macaé exercer um importante papel economico na retomada do crescimento da economia do Estado do Rio de Janeiro em funçaõ da indústria petrolífera e seus impactos estarem além de suas fronteiras, repercurtindo em toda a região norte fluminense e municípios da baixada litorãnea. Outro aspecto abordado é a forma como a região norte fluminense sempre esteve ligada aos projetos de desenvolvimento de nosso país, principalmente no que diz respeito a políticas energéticas, como o proálcool e o petróleo. Macaé tornou-se um pólo econômico muito forte para o capital porém, as contradições do sistema capítalista caminham na mesma proporção que o dinheiro do petróleo, logo as desigualdades sociais despontam de maneira muito forte e o mercado de trabalho local reflete esta contradição.

Transformações territoriais em Macaé decorrentes das atividades petrolíferas

A pesquisa tem por objetivo investigar as implicações da atividade petrolífera em Macaé-RJ. A instalação de empresas e a geração de empregos modificou a dinâmica populacional do município e região, atraindo migrantes e aumentando a urbanização e sua orientação. O aumento financeiro do orçamento municipal a partir das atividades petrolíferas reestruturou a economia, que antes era baseada nas atividades sucroalcooleira, agropecuária, pesca e comércio, para atividades industriais e prestação de serviços, comércio, turismo de negócios. Essas mudanças tornaram o município dependente da atividade petrolífera. As transformações ocorreram não apenas no distrito sede de Macaé, mas também nos outros distritos, que tiveram um aumento populacional, diminuição da atividade agrícola, intensificação das relações campo-cidade. A potencialidade turística da região serrana de Macaé é grande, mas pouco aproveitada, exceto no Sana. A pesquisa analisa essa potencialidade como forma de fortalecimento do rural. O trabalho é apresentado a partir de análise bibliográfica e trabalho de campo. Por fim, a dissertação considera que as implicações da atividade petrolífera em Macaé atingiram primeiramente e intensamente o distrito sede, expandindo-se também para os outros distritos e sua área rural, provocando transformações no setor agrário em direção a um novo rural ou de urbanidades no rural

Transparência e participação social da gestão pública: análise crítica das propostas apresentadas na 1 Conferência Nacional sobre Transparência Pública.

Este estudo visa a contribuir para a reflexão sobre transparência e participação social da gestão pública brasileira, realizando uma análise crítica sobre as propostas elaboradas pelos participantes da 1 Conferência Nacional sobre Transparência e Controle Social no seu eixo 1. Por meio da análise, buscou-se identificar se as propostas elaboradas pela sociedade durante a 1 Consocial contribuíram para o exercício do controle social com base na transparência e no acesso a informação. A metodologia utilizada foi a pesquisa exploratória e a pesquisa participante. O pesquisador fez parte como membro integrante do grupo analisado, utilizando a participação em conferências nos fóruns de discussão para a formulação de propostas. A participação se deu na etapa municipal - nos municípios de Macaé e Rio de Janeiro -, na conferência regional Niterói-Mangaratiba; na estadual do Rio de Janeiro, na conferência livre do CRC RJ e na conferência virtual, com a descrição das etapas preparatórias. Por meio da análise das propostas priorizadas na última etapa da 1 Consocial, observou-se a necessidade de uma maior divulgação das informações referente à administração pública, à exteriorização das competências dos instrumentos de participação social e à capacitação do cidadão para o exercício da participação social. Algumas falhas foram detectadas na formulação das propostas, como o desconhecimento dos participantes a respeito das leis existentes sobre transparência e das atribuições das ferramentas de participação social. Constatou-se a necessidade de capacitar o cidadão para esse tipo de conferência, realizando seminários, reuniões, palestras explicativas e eventos culturais sobre o tema Transparência e Controle Social. Outro ponto a ser trabalhado para alcançar uma participação maior da sociedade nas questões governamentais consiste no ensino das crianças e jovens sobre a importância de se exigir transparência dos dados públicos e a busca por espaço nos instrumentos de participação. A Lei da transparência atenderá seus objetivos, na medida em que o cidadão tiver a consciência do seu papel primordial na busca e no acompanhamento da informação.

Composição, origem e distribuição de hidrocarbonetos em sedimentos marinhos nas principais regiões portuárias da costa sudeste brasileira

Regiões onde existem atividades portuárias estão mais susceptíveis à contaminação por hidrocarbonetos devido ao trânsito de embarcações e as operações de carga/descarga e, consequentemente, estão mais vulneráveis a sofrer impactos ambientais. Este trabalho avaliou a composição, distribuição e origem de hidrocarbonetos em oito regiões portuárias da costa sudeste brasileira: Santos-SP, São Sebastião-SP, Angra dos Reis-RJ, Itaguaí-RJ, Rio de Janeiro-RJ, Arraial do Cabo-RJ, Macaé-RJ e Vitória-ES. Foram coletadas amostras de sedimentos marinhos superficiais (02 cm) em duas campanhas (2009 e 2010). Para a análise dos hidrocarbonetos alifáticos e dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) foram utilizadas cromatografia em fase gasosa com detector de ionização de chama e cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massas, respectivamente. As concentrações médias e os desvios-padrão do Total de nalcanos (μg g-1), Total de Alifáticos (μg g-1), HPAs Totais (ng g-1) e 16 HPAs prioritários (ng g-1) encontrados foram 6,55 4,52, 123,16 86,12, 1470,24 958,41 e 653,93 482,81 na região do porto de Santos-SP; 2,69 1,16, 35,29 15,22, 756,25 350,28 e 142,35 142,35 na região do porto de São Sebastião-SP; 3,11 2,34, 56,99 78,39, 777,62 821,32 e 82,33 84,62 na região do porto de Angra dos Reis-RJ; 5,58 3,28, 26,55 12,19, 1221,15 1070,87 e 92,28 93,14 na região do porto de Itaguaí-RJ; 5,09 2,03, 179,22 108,16, 3547,27 3081,18 e 1879,05 1792,69 na região do porto do Rio de Janeiro; 1,63 2,15, 51,54 39,50, 366,26 222,89 e 194,83 141,65 na região do porto de Arraial do Cabo-RJ; 3,92 2,69, 50,42 81,30, 643,97 637,61 e 182,46 265,87 na região do porto de Macaé-RJ; e 4,78 4,05, 45,31 32,84, 868,78 874,56 e 258,84 142,89 na região do porto de Vitória-ES, respectivamente. O nível de contaminação por hidrocarbonetos nas regiões estudadas variou de baixo a muito alto, mostrando que estes níveis não são diretamente compatíveis com o tamanho e o desenvolvimento urbano em torno de cada porto. Para a avaliação das fontes de contaminação foram usadas razões diagnósticas selecionadas da literatura. A mistura de fontes (pirolítica e petrogênica) foi considerada predominante na maioria das áreas, indicando a influência das atividades dos portos e dos aportes de entradas de contaminação por vias urbanas, industriais e atmosféricas.

Estudos taxonômicos das leguminosas no Parque Nacional da Restinga de Jurubatiba, Rio de Janeiro Brasil

Situado sob as coordenadas 22-2223S, 4115-4145W ao Norte do Estado, o Parque Nacional da Restinga de Jurubatiba PNRJ possui uma área de 14.860 hectares, abrangendo parte dos Municípios de Carapebus, Macaé e Quissamã tendo aproximadamente 60 km de praia sem interrupções rochosas e um vasto complexo lagunar. O PNRJ possui um grande mosaico paisagístico composto por dez fitoformações: formação psamófila reptante, formação arbustiva fechada pós-praia, formação aberta de Clusia, formação arbustiva aberta de Ericaceae, formação arbustiva aberta de Palmae, formação herbácea brejosa, mata de cordão arenoso, mata periodicamente inundada, mata permanentemente inundada, além da vegetação aquática. Para o inventário das espécies de Leguminosae do PNRJ foram visitadas todas estas formações durante o trabalho de campo. Os espécimes coletados foram processados consoante o protocolo tradicional e depositados nos Herbários da UERJ (HRJ), Museu Nacional (R), Herbarium Brade anum (HB). No PNRJ a família possui até o momento 55 espécies distribuídas em 32 gêneros com representantes nas três subfamílias: Caesalpinioideae com quatro gêneros e 12 espécies, Mimosoideae com seis gêneros e dez espécies e Papilionoideae com 22 gêneros e 33 espécies. Chamaecrista e Aeschynomene foram os gêneros de maior riqueza, com cinco espécies cada. Tais valores da família no PNRJ representam 14% dos gêneros e 1,9% das espécies de Leguminosae ocorrentes no Brasil, bem como 30% dos gêneros e 12% das espécies ocorrentes no estado do Rio de Janeiro. A riqueza de espécies de Leguminosae no PNRJ mostrou-se mais elevada quando comparada com outras três áreas de restinga: Ilha do Cardoso (SP), Reserva da Praia do Sul (RJ) e Restinga de Maricá (RJ). Em relação à preferência de habitat das espécies ocorrentes no PNRJ, a maior riqueza de espécies foi observada na formação arbustiva aberta de Palmae e na mata de cordão arenoso, com 22% e 23% das espécies respectivamente. No tratamento taxonômico são apresentadas chaves para a identificação de subfamílias, gêneros e espécies, além de descrições sinópticas das espécies. Entre os caracteres morfológicos diagnósticos destacaramse a quantidade e forma dos folíolos, a presença e forma dos nectários extraflorais e os tipos de frutos. Para cada táxon específico ou infraespecífico são ainda incluídas informações sobre a distribuição geográfica no Brasil, floração e frutificação, ocorrência nas fitoformações e comentários sobre as características diagnósticas. Também são incluídas 38 pranchas ilustrativas que combinam imagens das espécies em campo a e imagens de exsicatas. Na análise dos dados sobre floração e frutificação para a família como um todo, não ficou evidenciado um período de maior concentração destes eventos.

A educação popular e o popular na educação: um mergulho nos sentidos do cotidiano de uma escola pública em uma petroperiferia urbana

Dialogar com uma escola de periferia urbana requer um mergulho com todos os sentidos, na especificidade do cotidiano da comunidade local contexto de criação e manutenção de luta por uma escola pública popular. Nossa proposta é investigar o Colégio Municipal Botafogo, que se localiza no município de Macaé. Na década de 1970, com a chegada da Petrobras, inicia-se a ocupação de uma área de ilha fluvial, que ganhou o nome de Malvina, no início dos anos 1980. Macaé tornou-se a capital do petróleo e de um crescimento urbano desordenado. O processo migratório fez de Malvina a maior petroperiferia do município. Na década de 1980, foi criado, entre os bairros Malvina e Botafogo, o Colégio Municipal Botafogo. É importante perceber no cotidiano escolar as tensões e os conflitos provocados pelo contexto de crescimento da desigualdade social. Assim, esta pesquisa vislumbra pensar a estrutura dessa escola, na tríade: escola, problemática social e conhecimento, investigando as suas práticas pedagógicas cotidianas. É preciso estar atento para não reproduzir na pesquisa preconceitos que venham a rotular a escola de periferia e seus atores pela ótica dominante, isto é, como excluídos e subalternizados. Acreditar na escola popular e possível é crer nos seus sujeitos, como atores, no processo de constituição de uma escola de petroperiferia, de forma potente e inventiva. Sabemos que estamos diante de índices constrangedores, tais como: repetência, evasão, fracasso escolar. Além de estarmos também em uma escola de petroperiferia violenta, o que poderia nos levar a rotular a escola como não possível, levando-nos a negar o saber que é produzido no cotidiano da escola (e fora dela), desafiando-nos a usar táticas para investigar e revelar esse conhecimento. A escola pesquisada fica em um complexo petroperiférico marcado por desigualdades sociais que contrastam com a riqueza produzida na cidade de Macaé. Para o desenvolvimento da pesquisa, fez-se necessário ouvir as narrativas e histórias dos sujeitos da comunidade escolar e local, identificando nessas narrativas e memórias os diferentes usos e maneiras de fazer, em especial as práticas pedagógicas de professores e professoras que dialogavam com a perspectiva de educação popular, no cotidiano do Colégio Municipal Botafogo.

Avaliação dos procedimentos de operação em aterros sanitários no Estado do Rio de Janeiro.

A operação de um aterro sanitário é um item fundamental para a gestão adequada dos resíduos por se tratar de um dos diferenciais entre aterros sanitários e lixões. Apesar da existência na literatura de manuais e referências para as rotinas de operação, esta é dependente da experiência dos operadores. Com o intuito de absorver esta experiência, o desenvolvimento do projeto se deu por um levantamento bibliográfico na literatura existente, elaboração de um questionário a ser aplicado nos aterros estudados, visitas aos aterros sanitários selecionados e estudo comparativo dos procedimentos encontrados no levantamento de campo e na literatura. O trabalho apresenta um estudo sobre a operação de aterros sanitários no Estado do Rio de Janeiro e para sua realização foram selecionados cinco aterros sanitários: Aterro Sanitário de Piraí, Central de Tratamento de Resíduos de Rio das Ostras, Central de Tratamento de Resíduos de Macaé, Aterro Sanitário de São Pedro da Aldeia e Central de Tratamento de Resíduos de Nova Iguaçu.

Uso de ontologias e XMI como instrumento de modelagem para zoneamento urbano.

O uso de sistemas computacionais para armazenamento, tratamento de dados e produção de informação, disseminou-se de maneira crescente nos últimos anos, e neste cenário estão incluídos os Sistemas de Informações Geográficas, os SIGs. A utilização de informação geográfica com acesso por computador é hoje a realidade de ambientes corporativos, entidades governamentais, escolas e residências. Esta dissertação apresenta uma proposta de modelagem de elementos de zoneamento urbano, baseada em uma ontologia de domínio. Ontologias são representadas como classes e atributos de um dado domínio. Na proposta apresentada, estas classes são exportadas para o formato XMI, resguardando as definições de classes, atributos e relacionamentos do domínio analisado e compondo um repositório de classes, permitindo, teoricamente, sua reutilização. Como exemplo da proposta, foi construída uma ontologia do Zoneamento Urbano do município de Macaé-RJ, seguindo a proposta do Plano Diretor Municipal, usando o editor Protégé. A ontologia construída foi exportada para o formato XMI, sendo a seguir criado um diagrama de classes, obtido através da importação das classes pelo software para modelagem de sistemas baseados no paradigma da OO, ArgoUML. Tal importação permite que a ontologia construída fique disponível na forma de um pacote de classes, que pode ser utilizado por aplicações que se baseiem no paradigma da OO para o desenvolvimento de sistemas de informação. Como forma de mostrar a utilização destas classes foi desenvolvido um protótipo utilizando o software ALOV Map, que oferece a visualização destas classes, na Web, como mapas temáticos.

Densidade populacional do lagarto endêmico Cnemidophorus littoralis em três restingas do estado do Rio de Janeiro: implicações na sua conservação

Cnemidophorus littoralis é um lagarto teiídeo ameaçado de extinção, endêmico de restinga e restrito ao estado do Rio de Janeiro, tendo sido encontrado em apenas quatro restingas da região: restinga de Grussaí (limite norte), restinga de Jurubatiba, restinga de Maricá e restinga de Marambaia (limite sul). Devido à sua restrita distribuição, os efeitos da degradação de hábitat e mudanças climáticas são especialmente danosos para os indivíduos dessa espécie, podendo levar a uma extinção local ou até total. A fim de aumentar a gama de informações sobre esta espécie de lagarto, investigamos a sua densidade e o seu tamanho populacional em três áreas de restingas, além de termos registrado as temperaturas às quais estão sujeitos nos diferentes micro-hábitats disponíveis, bem como suas preferências a determinadas estruturas da vegetação, e a situação atual de degradação das restingas, comparando-a com a de anos anteriores. O presente trabalho foi realizado nas restingas de Barra de Maricá (Maricá), Jurubatiba (Macaé) e Grussaí (São João da Barra). Os resultados revelaram uma diferença na estrutura da vegetação entre as três restingas, sendo a de Grussaí a que mais se destaca. Essa restinga é também a que apresenta menor densidade populacional e maior índice de degradação. Por outro lado, a restinga de Jurubatiba foi o local com menor quantidade de distúrbios encontrados, possuindo a maior densidade populacional dentre as três e se caracterizando como a melhor área para manutenção da espécie. O folhiço no bordo de moita foi, no geral, o hábitat mais utilizado pelos lagartos, sendo o período entre 10h00 e 11h00 o que teve maior número de avistamentos. A altura de arbusto demonstrou influenciar negativamente a ocupação dos indivíduos na restinga de Grussaí, enquanto os períodos de observação ao longo do dia influenciaram a detectatibilidade dos indivíduos nas três restingas. As restingas também apresentaram uma temperatura ambiente semelhante ao longo do dia, sendo Maricá a restinga com média mais alta (34,6C), seguida por Grussaí (33,9C) e por último Jurubatiba, com uma média de 33,2C. As temperaturas corpóreas às quais os indivíduos estariam sujeitos nos micro-hábitats disponíveis variaram de 27C (folhiço sobre vegetação) a 42,5C (areia nua), na restinga de Grussaí e de 28C (folhiço no interior de moita) a 32,9C (areia nua) na restinga de Jurubatiba. Uma vez que a estrutura do ambiente influencia na característica termal dos lagartos e, consequentemente, na manutenção das populações, a conservação das restingas e de suas estruturas vegetacionais são indispensáveis para a perpetuação da espécie.