Simulações de problemas inversos com aplicações em engenharia nuclear usando técnicas de transporte de partículas neutras monoenergéticas na formulação unidimensional de ordenadas discretas

Neste trabalho, três técnicas para resolver numericamente problemas inversos de transporte de partículas neutras a uma velocidade para aplicações em engenharia nuclear são desenvolvidas. É fato conhecido que problemas diretos estacionários e monoenergéticos de transporte são caracterizados por estimar o fluxo de partículas como uma função-distribuição das variáveis independentes de espaço e de direção de movimento, quando os parâmetros materiais (seções de choque macroscópicas), a geometria, e o fluxo incidente nos contornos do domínio (condições de contorno), bem como a distribuição de fonte interior são conhecidos. Por outro lado, problemas inversos, neste trabalho, buscam estimativas para o fluxo incidente no contorno, ou a fonte interior, ou frações vazio em barras homogêneas. O modelo matemático usado tanto para os problemas diretos como para os problemas inversos é a equação de transporte independente do tempo, a uma velocidade, em geometria unidimensional e com o espalhamento linearmente anisotrópico na formulação de ordenadas discretas (SN). Nos problemas inversos de valor de contorno, dado o fluxo emergente em um extremo da barra, medido por um detector de nêutrons, por exemplo, buscamos uma estimativa precisa para o fluxo incidente no extremo oposto. Por outro lado, nos problemas inversos SN de fonte interior, buscamos uma estimativa precisa para a fonte armazenada no interior do domínio para fins de blindagem, sendo dado o fluxo emergente no contorno da barra. Além disso, nos problemas inversos SN de fração de vazio, dado o fluxo emergente em uma fronteira da barra devido ao fluxo incidente prescrito no extremo oposto, procuramos por uma estimativa precisa da fração de vazio no interior da barra, no contexto de ensaios não-destrutivos para aplicações na indústria. O código computacional desenvolvido neste trabalho apresenta o método espectronodal de malha grossa spectral Greens function (SGF) para os problemas diretos SN em geometria unidimensional para gerar soluções numéricas precisas para os três problemas inversos SN descritos acima. Para os problemas inversos SN de valor de contorno e de fonte interior, usamos a propriedade da proporcionalidade da fuga de partículas; ademais, para os problemas inversos SN de fração de vazio, oferecemos a técnica a qual nos referimos como o método físico da bissecção. Apresentamos resultados numéricos para ilustrar a precisão das três técnicas, conforme descrito nesta tese.

Padrões geoacústicos de fundo e sub-fundo na Baía de Sepetiba: implicações no conhecimento da geologia do holoceno

A Baía de Sepetiba, localizada entre a Baía de Guanabara e a Baía de Ilha Grande, Estado do Rio de Janeiro, está inserida em um cenário estratégico para o desenvolvimento econômico do Estado. Isto ocorre devido ao aumento da concentração populacional, que está diretamente relacionado com o turismo, com a presença de portos e de áreas industriais. Sendo assim, se faz necessário estudar sua estrutura geológica e dinâmica sedimentar para entender sua evolução ao longo do tempo e para uma utilização mais racional desta área. Utilizando-se da sísmica rasa de alta resolução e da sonografia de varredura lateral juntamente com dados pretéritos de amostragem superficial de sedimentos, o presente trabalho tem como objetivo principal analisar sua geologia holocênica. A investigação, em subsuperfície, da geologia estrutural e sedimentar dessa baía, através da interpretação de 09 perfis sísmicos, baseada na determinação de diferentes tipos de ecotexturas, revelou a presença de diferentes pacotes sedimentares depositados ao longo do Holoceno. Ao todo, foram encontrados 15 tipos de ecotexturas perfazendo 14 camadas sedimentares, que estão relacionados em 4 Grupos de acordo com sua distribuição. Já a investigação em superfície através dos registros sonográficos, baseada nos diferentes graus de reflexão acústica (backscattering) e parametrizada pelos dados de amostragem direta pretérita, identificou 6 padrões sonográficos distintos. Com isso foi confeccionado um novo mapa de distribuição textural dos sedimentos superficiais da Baía de Sepetiba. Com a correlação dos dados de sísmica rasa com os dados sonográficos, foi possível ainda sugerir a provável existência de neotectonismo na área de estudo.

Indicadores de avaliação ambiental em Áreas de Preservação Permanente (APPs) na sub-bacia do Rio Saracuruna RJ

Áreas de Preservação Permanente (APPs) configuram áreas protegidas, cobertas ou não por vegetação nativa, legalmente estabelecidas em lei. Estas possuem funções ambientais que se integram entre si e se associam às suas diferentes categorias. O trabalho objetivou a adaptação do sistema de indicadores PEIR (pressão, estado, impacto, resposta) para avaliação ambiental integrada de APPs, com aplicação na sub-bacia do rio Saracuruna, RJ. Especificamente visou: a) Levantamento da legislação pertinente às APPs inseridas no contexto do uso e ocupação do solo e gestão ambiental integrada; b) Delimitação das faixas de APP, segundo os parâmetros definidos pelo Código Florestal para cada categoria existente na área; c) Seleção de indicadores ambientais relacionados às APPs delimitadas considerando suas diversas categorias e funções ambientais associadas; d) Avaliação do potencial e limitações da aplicação de indicadores de avaliação integrada em APPs, envolvendo a espacialização das informações com suporte de geotecnologias, com enfoque para a legitimação/intervenções nas faixas inseridas na sub-bacia em estudo. Metodologicamente envolveu a pesquisa bibliográfica, compreendendo o levantamento de todo o arcabouço jurídico ambiental pertinente às APPs e das referências de cartas de indicadores; a caracterização física e humana da sub-bacia, subsidiando a delimitação e pré-avaliação de APPs; a seleção de indicadores ambientais voltados à avaliação integrada de APPs, a aplicação, com o suporte de geotecnologias, de parte destes indicadores estruturados em ciclos PEIR frente à hierarquização, exemplificativa, das funções ambientais por grupo de categorias de APPs; e, por fim, a elaboração de mapas-síntese da situação das faixas de APP ligadas à drenagem e ao relevo de altitude, com enfoque na legitimação das mesmas. A revisão das políticas específicas e transversais às APPs e de seus planos incidentes atestou uma ampla base para a gestão local ou compartilhada destas faixas, no entanto, a delimitação de APPs em função da realidade local ainda não ocorre. A Carta-síntese de indicadores de avaliação integrada de APPs na sub-bacia contemplou um conjunto de quarenta indicadores, dentre os quais vinte e seis compuseram dois ciclos aplicados e seis ciclos parcialmente aplicados. Para as APPs ligadas à drenagem e ao relevo de altitude foram aplicados, respectivamente, os indicadores de: a) pressão: Alteração de áreas naturais por áreas antrópicas e Evolução da área urbana em encostas; b) estado: Impermeabilização do solo e Qualidade ambiental das terras; c) impacto: Áreas críticas de inundação e Áreas de risco de escorregamentos ou desmoronamentos; e d) resposta: Plano de bacia hidrográfica e Áreas de risco recuperadas. Tais ciclos atestaram a precisão dos indicadores de pressão e estado quando da avaliação sobre a preservação em APPs, porém não foram capazes de explicar isoladamente a causa de impactos, os quais não ocorrem de maneira exclusiva nestas faixas. Demonstraram ainda um nível maior de antropização em APPs localizadas na porção de baixada da sub-bacia, principalmente em margens de rios. Sendo assim, cabem ações voltadas à fiscalização de APPs legitimadas, à recuperação de faixas com baixa interferência humana, e às intervenções urbanísticas ou prioritárias em áreas degradadas ou impactadas

Assembleia de aves consumidoras de frutos de sub-bosque em diferentes altitudes em uma área de Mata Atlântica no estado do Rio de Janeiro

Neste estudo, investigamos a distribuição altitudinal da composição, riqueza, abundância das espécies de aves consumidoras de frutos em cinco altitudes e avaliamosa influência da estrutura da vegetação nas diversidades de aves. O estudo foi realizado na Reserva Ecológica de Guapiaçu (REGUA) contígua ao Parque Estadual dos Três Picos (PEPT), no município de Cachoeiras de Macacu, RJ. Coletamos os dados das aves em 24 excursões a campo, incluindo seis bimensais (jul./2010 a maio/2011) e 18 mensais (jul./2011 a dez./2012). Para amostragem das aves, utilizamos o método de captura-marcação-recaptura com redes de neblina, expostas durante sete h/dia em cinco altitudesao longo de uma variação altitudinal de 1000 m. O esforço amostral foi de 8400 h-rede. Para amostragem da estrutura da vegetação, sorteamos três parcelas de 100 m2 adjacentes às linhas das redes em cada altitude, nas quais foram analisadas as densidades de diferentes hábitos de vida. Das árvores, arvoretas e arbustos coletamos as medidas de altura total e diâmetro da altura (no caso dos arbustos, o diâmetro foi coletado a 50 cm do solo). Capturamos 448 indivíduos correspondentes a 35 espécies de aves, distribuídas em 16 famílias. Destas, 26% são endêmicas de Mata Atlântica, incluindo quatro espécies categorizadas com algum grau de vulnerabilidade. Dezesseis espécies foram classificadas como frugívoras enquanto 19 como insetívoras-frugívoras. Leptopogon amaurocephalus, Mionectes rufiventris, Lanio melanops, Chiroxiphia caudata foram capturadas nas cinco altitudes, sendo as últimas duas espécies as mais abundantes. Registramos maior riqueza e abundância de aves nas altitudes de 370 e 770 m. A composição de aves diferiu entre as altitudes, sendo 170 e 1000 m as mais dissimilares. As espécies de aves insetívoras-frugívoras predominaram nos sub-bosques das cinco altitudes. Registramos deslocamento altitudinal de cinco espécies de aves, sendo o maior deslocamento realizado por um indivíduo de Attilarufus, capturado a 770 m e, recapturado a 370 m. Encontramos maior densidade de plantas no sub-bosque nas altitudes 170, 370 e 1000 m. Bambus foram registrados apenas a 1000 m, enquanto que as ervas foram limitadas às altitudes de 170 e 370 m. A estrutura da vegetação apresentou baixa similaridade entre as altitudes, principalmente devido a diferentes densidades das formas de vida e altura das plantas. Três altitudes, 170, 370 e 1000 m, apresentaram alta densidade de indivíduos no sub-bosque, sendo que esta última evidenciou uma estrutura da vegetação relativamente mais simples devido ao alto número de árvores de baixa altura, ao maior número de arvoretas e à presença de bambus. A diversidade de aves foi sensível à estrutura da vegetação, em especial à altura das árvores que apresentou um decréscimo da altura com o aumento da altitude. Esta relação entre a diversidade de aves e a estruturada da vegetação destaca a importância da preservação da estrutura da vegetação para a manutenção da diversidade de aves consumidoras de frutos da REGUA e do PETP