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.

Estrutura das assembleias de peixes de igarapés de terra firme da bacia do rio Machado/RO

No presente estudo foi avaliada (i) a estrutura das assembleias de peixes de igarapés de terra-firme ao longo do contínuo fluvial do rio Machado, na bacia do rio Amazonas, (ii) os efeitos de alterações ambientais sobre as assembleias de peixes de igarapés através de comparações entre áreas íntegras (em uma Unidade de conservação) e alteradas por ação antrópica na bacia hidrográfica do rio Machado, e (iii) a organização espacial das assembleias de peixes de tributários de baixa ordem na bacia do rio Machado através da avaliação dos padrões de co-ocorrência das espécies, identificando os possíveis fatores estruturadores dessas assembleias e através de uma Análise de Parcimônia de Endemismo (PAE). As amostragens foram realizadas entre os meses de agosto e setembro de 2011, junho e agosto de 2012 e julho de 2013, totalizando 81 igarapés. Os peixes foram coletados durante uma hora em um trecho de 80 metros, com o auxilio de uma rede de mão (picaré) e um puçá. Para o capítulo 1, um maior número de indivíduos e espécies foram encontradas no trecho baixo quando comparado o trecho alto da bacia. Todavia, somente foram encontradas diferenças significativas entre o trecho alto e os trechos médio e baixo. Assim, rejeitamos nossa hipótese de diferenças entre os trechos analisados, onde esperávamos que a riqueza e abundância de espécies de igarapés aumentaria no gradiente longitudinal cabeceira-foz do rio Machado. Contudo, apesar da não confirmação da hipótese, um padrão de adição e substituição de espécies foi observado do trecho alto para o médio, e um padrão de substituição de espécies foi observado do trecho médio para o baixo. Referente ao capítulo 2, apontamos que apesar da área desflorestada não apresentar diferenças marcantes na riqueza de espécies e abundância, quando comparada com a área com igarapés conservados, esta (área desflorestada) apresentou elevada similaridade a nível composicional entre os igarapés amostrados (menor diversidade beta), diferentemente dos igarapés localizados na Rebio, que apresentaram maior número de espécies com hábitos mais especializados. Igarapés desflorestados apresentaram homogeneização da sua ictiofauna em comparação com igarapés providos de mata ripária, refletindo a maior homogeneização estrutural encontrada em igarapés com baixo percentual de cobertura vegetal. Dessa forma, a retirada da cobertura vegetal em igarapés com comunidades mais diversificads e especializadas, como os da Rebio Jaru, promoveria a homogeneização das espécies acarretando a perda destas, assim como a substituição destas por espécies tolerantes a condições ambientais comuns a ambientes alterados. Para o capítulo 3, embora não tenhamos encontrado áreas de endemismo na bacia analisada, apontamos que a influência da estrutura física dos igarapés sobre a composição de espécies é o principal fator modulador da estruturação da assembleia de peixes. Todavia, tal fator não se aplica a estruturação da assembleia baseada na coocorrência de espécies, haja vista que, a análise de toda a bacia com diferentes níveis de uso de solo, apresentou um padrão organizacional não aleatório

Caracterização da matéria orgânica potencialmente geradora de petróleo e seu posicionamento bioestratigráfico, com base em palinologia e palinofácies da Formação Pojuca - Bacia do Recôncavo

O presente estudo baseou-se na análise do conteúdo orgânico de 173 amostras da Formação Pojuca, provenientes dos furos de sondagem 9-FBA-65-BA e 9-FBA-79-BA perfurados na Bacia do Recôncavo. Neste trabalho procedeu-se a um estudo integrando, resultados palinológicos, palinofaciológicos e de geoquímica orgânica com base nos dados de teores de Carbono Orgânico Total (COT) e de pirólise Rock-Eval. A associação palinoflorística identificada indica um paleoambiente dominantemente continental, composto por um sistema fluvial deltaico-lacustre, sob um clima quente e árido. Tal associação enquadra-se àquelas observadas nas bacias do Nordeste brasileiro e insere-se nas características das associações pertencentes à Província Microflorística Dicheiropollis (ex WASA). Foram identificadas 55 espécies de palinomorfos, incluindo grãos de pólen e esporos. A identificação das espécies, Dicheiropollis etruscus e Vitreisporites pallidus permitiu posicionar o intervalo analisado na Biozona Vitreisporites pallidus, considerada como de idade Aratu. Por meio de observação em microscopia óptica com luz branca transmitida e luz ultravioleta; e le-BA, caracterizando um conteúdo orgânico na janela de geração de hidrocarbonetos. Com base nos resultados de pirólise Rock-Eval, verificou-se que a Formação Pojuca, na área, é constituída vando-se em conta os tipos e o grau de preservação da matéria orgânica, foi possível individualizar três palinofácies distintas. As análises quantitativas do conteúdo orgânico mostram uma mistura de material orgânico de origem alóctone, representado por grãos de pólen, esporos e fitoclastos e autóctone dominada por material orgânico amorfo. As mais altas fluorescências são observadas nas Palinofácies 1 e 2, indicando um ambiente mais reduto r à época de sedimentação, destes estratos. Os dados de ICE apresentam valores de maturação de 5 para os sedimentos atravessados pelo poço 9-FBA-65-BA e 6,5-7 para o poço 9-FBA-79 na sua quase totalidade por matéria orgânica do tipo II, rica em hidrogênio e pobre em oxigênio, correspondendo ao um tipo de matéria orgânica propícia à geração de hidrocarbonetos líquidos e gasosos. Os níveis 3 e 4, localizados nas Palinofácies 1 e 2 do poço 9-FBA-79-BA apresentam valores de COT superiores a 1,5%, e considerando os dados de pirólise Rock-Eval, nota-se que estes intervalos são os que oferecem um maior potencial gerador, já que os valores de S2 excedem a 5,0 mg HC/g de rocha, além de valores de IH superiores a 200 e atingindo 600.

Análise de critérios para definição da vazão remanescente em usinas hidrelétricas.

Tem crescido a demanda por energia em todo o mundo. No Brasil, com o aquecimento da economia aumentam ainda mais as pressões. O parque gerador Brasileiro é fortemente baseado na geração hidrelétrica, que representa aproximadamente 77,6% da oferta de geração de eletricidade. Entre os impactos ambientais gerados pela construção de barragens e reservatórios de aproveitamentos hidrelétricos está a mudança do regime fluvial de jusante, a chamada vazão remanescente. Entre outros, esta vazão deve garantir as condições adequadas à sobrevivência e continuação das espécies e dos ecossistemas, associando as necessidades humanas, ambientais e as características de cada região. Tomou-se como objeto de análise dois estudos de caso, a pequena central hidrelétrica (PCH) Santa Gabriela, localizada no rio Correntes, na divisa entre os estados de Mato Grosso e Mato Grosso do Sul e a usina hidrelétrica (UHE) Batalha, situada no rio São Marcos, na divisa entre os estados de Minas Gerais e Goiás. Embora o assunto seja discutido amplamente pela comunidade técnica e acadêmica, não há ainda nos marcos legais Brasileiros associados, uma definição explícita de critérios ou limites para estabelecimento da vazão remanescente. Em geral, as legislações estaduais estabelecem valores máximos outorgáveis determinados a partir de percentuais da curva de permanência (Q90, Q95) ou da vazão mínima anual de sete dias de duração e tempo de recorrência de 10 anos Q7,10, garantindo consequentemente as vazões mínimas remanescentes. Essas metodologias implicam num único valor fixo para a vazão ao longo do ano, o que não condiz com a realidade do regime hidrológico natural. Estudos atuais apontam para um hidrograma ecológico, que represente a variação das vazões entre os meses de estiagem e cheia. Assim, a metodologia envolveu a comparação entre critérios de outorga utilizados em alguns estados Q90, Q95 e Q7,10 e métodos citados na literatura para estudo da vazão ecológica (Tennant, Texas, Vazão Base e Perímetro Molhado) e as Resoluções referentes à Declaração de Reserva de Disponibilidade Hídrica (DRDH) das usinas, que especificam a vazão remanescente nas fases de enchimento e operação, emitidas pela Agência Nacional de Águas (ANA). Observaram-se valores de vazões substancialmente diferenciados entre os seis métodos empregados. Cabe destacar, que representa um avanço a publicação do Manual de Estudos de Disponibilidade Hídrica para Aproveitamentos Hidrelétricos (ANA, 2009), que visa à padronização dos documentos para fins obtenção da DRDH e da outorga do uso do potencial de energia hidráulica em corpo de água de domínio da União. Assim, o empreendedor poderá propor e negociar a demanda hídrica para as necessidades ambientais com as autoridades competentes, o que deverá ser discutido em reunião técnica inicial que deverá contar com a participação da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), ANA, órgão ambiental, empreendedor e a empresa responsável pelos estudos ambientais.

Caracterização da qualidade das águas fluviais em meios peri-urbanos: o caso da bacia hidrográfica do Rio Morto - RJ.

Esta dissertação apresenta os resultados do estudo de monitoramento da qualidade de água na região hidrográfica da Baixada de Jacarepaguá através de coletas e posterior análise laboratorial realizadas na bacia hidrográfica experimental e representativa do Rio Morto. A bacia possui características predominantes peri-urbanas.

Caracterização do conteúdo orgânico e posicionamento palinoestratigráfico de sedimentos eocretáceos na área de Aramari Bacia do Recôncavo

O presente estudo baseou-se na análise do conteúdo orgânico do furo de sondagem rasa do poço 9-FBA-69-BA localizado na Bacia do Recôncavo. Foram utilizadas 126 amostras para análise de COT e 35 pares de lâminas para as análises palinológicas e palinofaciológicas. As análises palinofaciológicas mostraram que os componentes orgânicos particulados são dominados por material orgânico amorfo em praticamente toda a seção. Representantes alóctones estão pontualmente presentes e representados por fitoclastos, grãos de pólen e esporos. Os resultados de COT mostram valores percentuais acima de 1% em praticamente todo o intervalo estudado. Através da observação à luz de microscopia branca transmitida e luz incidente, foi possível individualizar três palinofácies distintas para a seção, levando-se em conta os tipos e o grau de preservação da matéria orgânica. A análise do ICE (Índice de Coloração dos Esporos) apresenta valores de maturação entre 4,5 a 5, caracterizando um grau de maturação térmica próximo da janela de geração de hidrocarbonetos. A associação palinoflorística mostra uma baixa diversidade de representantes, onde dentre os 292 palinomorfos com 28 gêneros e 11 espécies de grãos de pólen e esporos, 167 são representados somente pela espécie Classopollis classoides. Baseado na associação palinoflorística presente e na análise litológica do poço podemos inferir que a sedimentação ocorreu em um paleoambiente fluvial deltaico- lacustre, sob um clima árido a semiárido visto a abundante presença de formas Rimuladas. Apesar da não detecção das formas guias diagnósticas de idade, que definem as palinozonas do arcabouço palinoestratigráfico válido para seções cretáceas brasileiras, a associação palinológica recuperada, com formas típicas do eocretáceo (Classopollis classoides, Araucariacites australis, Equisetosporites sp.), aliado a presença da espécie Vitreisporites pallidus, e ausência de formas do neocretáceo, nos permitiu posicionar a seção na palinozona Vitreisporites pallidus considerada de idade Aratu