Estrutura ecológica de populações marinhas em Cabo Verde

No meio ambiente marinho, a apreensão e assimilação das escalas de variação espacial e temporal constitui condição indispensável na compreensão da dinâmica e da estrutura de populações. Em sistemas de arquipélagos, estes processos são influenciados por interacções múltiplas entre os factores físicos do meio como a batimetria, a topografia, a morfologia das ilhas, a extensão das plataformas insulares e a distância geográfica, associados à variações hidrodinâmicas de curta e média escala. Esta tese de doutoramento pretende definir e modelar o funcionamento ecológico do arquipélago de Cabo Verde em termos de estrutura e dinâmica de populações demersais. O trabalho considera as escalas de ilha, mês e estação do ano e analisa as principais variáveis que influenciam a variação espacial e temporal da distribuição e abundância das espécies. O objectivo estabelecido foi alcançado graças a uma abordagem metodológica que privilegia a interdisciplinaridade. Procura assim optimizar as vantagens e possibilidades técnicas oferecidas em diversas disciplinas relacionadas, directa ou indirectamente, com a Oceanografia, tais como a Biologia Haliêutica, a Geoestatística, a Ecologia Numérica, a Geometria Morfométrica e a Física. Numa primeira etapa, a partir de capturas comerciais de 18 espécies de peixes demersais, este trabalho põe em evidência a existência de uma estrutura ecológica ligada à distância geográfica e à batimetria, estes como os principais factores de isolamento físico entre as ilhas. Esta estrutura é relativamente menos marcante durante a estação fria, entre Dezembro e Abril, do que durante a estação quente, entre Maio e Novembro. Estes mesmos dados de pesca são em seguida utilizados para ilustrar a existência de uma estratégia de ocupação do espaço independente da densidade das populações demersais, dependendo essencialmente do espaço disponível, que assume assim natureza de factor limitante da dinâmica espacial em sistemas insulares oceânicos. Assim, as populações das ilhas de plataforma mais reduzida tendem em se distribuir no espaço segundo uma dinâmica espacial de densidade proporcional em relação à sua abundância. Contrariamente, aquelas das ilhas de plataformas relativamente largas, revelam uma variação diferencial da densidade, provavelmente relacionada com a heterogeneidade do ambiente local. Numa segunda etapa, esta tese descreve a estrutura fenotípica das populações de uma espécie de peixe demersal – a Garoupa (Cephalopholis taeniops) baseada em variações de forma do corpo. As variações fenotípicas interilhas são manifestamente significativas e mais expressivas do que as variações intra-ilhas. Estas divergências morfológicas estão correlacionadas positivamente com o isolamento físico, corroborando assim a hipótese segundo a qual a fragmentação natural dos habitats no Arquipélago de Cabo Verde pode ser interpretada em termos de estrutura de populações marinhas. Finalmente, um padrão hidrodinâmico é descrito par o arquipélago, pondo em evidência estruturas de circulação turbilhonária assimétrica (ciclónica e anti-ciclónica) e correntes este-oeste e norte-sul, à jusante das ilhas. Estes padrões de circulação são influenciados pelo isolamento físico entre as ilhas segundo uma variação sazonal que coincide com a sazonalidade climática e determinam a conectividade hidrodinâmica entre as ilhas. O estudo destes processos põe em evidência mecanismos de conexão potencialmente importantes nas trocas de matéria entre ilhas e, consequentemente, na manutenção das populações ao nível d’ilha e arquipélago. As ilhas orientais são as mais vulneráveis e representam uma fonte de matéria biológica para as ilhas do norte e para as do sul. Um balanço « larvar » resultante da definição e implementação de um modelo de deriva Lagrangiana de partículas fornece importantes elementos de diagnóstico sobre a situação de certos stocks explorados e levanta um interessante debate sobre a eficiência das estratégias actuais e futuras de gestão e conservação dos recursos marinhos em Cabo Verde.

Particionamento de domínio e balanceamento de carga no modelo HIDRA

A paralelização de aplicaçõpes envolvendo a solução de problemas definidos sob o escopo da Dinâmica dos Fluidos Computacional normalmente é obtida via paralelismo de dados, onde o domínio da aplicação é dividido entre os diversos processadores, bem como a manutenção do balancecamento durante a execução é um problema complexo e diversas heurísticas têm sido desenvolvidas. Aplicações onde a simulação é dividida em diversas fases sobre partes diferentes do domínio acrescentam uma dificuldade maior ao particionamento, ao se buscar a distirbuição equlibrada das cargas em todas as fases. este trabalho descreve a implementação de mecanismos de particionamento e balanceamento de carga em problemas multi-fase sobre clusters de PCs. Inicialmente é apresentada a aplicação desenvolvida, um modelo de circulação e transporte de susbtâncias sobre corpos hídricos 2D e 3 D, que pode ser utilizado para modelar qualquer corpo hídrico a partir da descrição de sua geometria, batimetria e condições de contorno. Todo o desenvolvimento e testes do modelo foi feito utilizando como caso de estudo o domínio do Lago Guaíba, em Porto Alegre. Após, são descritas as principais heurísticas de particionamento de domínio de aplicações multi-fase em clusters, bem como mecanismos para balanceamento de carga para este tipo de aplicação. Ao final, é apresentada a solução proposta e desenvolvida, bem como os resultados obtidos com a mesma.

Análise o comportamento hidrodinâmico e sedimentológico do estuario do Rio Piranji - CE (NE/Brasil)

Cerca de dois terços das maiores áreas metropolitanas mundiais estão nas proximidades dos estuários, portanto são regiões comumente sujeitas à situações de risco impostas pela pressão populacional. Instalações portuárias, efluentes diversos, uso indevido das suas margens, estão entre os riscos potenciais à grande diversidade de seus recursos naturais. A ação das marés, das ondas e o aporte fluvial interagem tornando bastante complexa a caracterização do seu funcionamento. A presente dissertação foca os seguintes aspectos: hidrodinâmica, transporte de sedimentos em suspensão, sedimentologia, morfologia e classificação do ambiente. A hidrodinâmica e o transporte de sedimentos foram estudados em duas etapas de campo em condições de maré de sizígia e de quadratura, cada qual com abrangência de dois ciclos de maré (25 hs). Estas etapas foram realizadas numa estação fixa com medições de: maré, velocidade da corrente, material em suspensão, sólidos totais dissolvidos, salinidade, pH, oxigênio dissolvido e temperatura. As características sedimentológicas foram avaliadas pela coleta de sedimentos de fundo em 24 pontos. Os aspectos morfológicos foram reconhecidos por uma batimetria detalhada e por aerofotografias. Os resultados revelaram a dominância das correntes de maré vazante em sizígia e de enchente em quadratura. O fluxo total de sedimentos por ciclo de maré na sizígia foi de 71 ton. (vazante), enquanto que na quadratura foi de 2,2 ton. (enchente). Os sedimentos de fundo variaram de areia muito grossa a silte. A profundidade máxima foi de 7,4 m (maré alta de sizígia). A comparação das aerofotografias revela a instabilidade morfológica da desembocadura. Relaciona-se este fato à influência variável da deriva litorânea e da descarga hidráulica. Este estuário foi classificado como: de frente de barreira arenosa; de circulação do tipo xvi parcialmente misturada e, por vezes, verticalmente homogênea; de Tipo 2b (quadratura); de tipo intermerdiário 2a e 2b (sizígia); de negativo; de mesomaré e de energia mista.

Modelagem estratigráfica de clinoformas deposicionais : construção e aplicação de um modelo computacional baseado em mecânica estatística

Sob a premissa de que a geometria do perfil deposicional das clinoformas pode conter informações sobre a composição textural dos sedimentos que as compõem, bem como sobre a energia da coluna d’água, foi desenvolvido um modelo computacional para a análise teórica dos fatores controladores do tipo de curvatura dos foresets das clinoformas, e, por extensão dos taludes submarinos. Um modelo análogo de suspensão dinâmica foi implementado experimentalmente com um programa em código Matlab, denominado MAXWELL, e é classificado como um modelo estratigráfico, bidimensional, analítico, determinístico, dinâmico, parcialmente dedutivo e parcialmente baseado em regras. Contém um modelo de escoamento de fluido em linhas de corrente, e trata indiretamente a tensão de cisalhamento no domínio de um sistema fechado bifásico líquido-vapor análogo, a partir a proposta de analogias entre os processos de evaporação e de suspensão de sedimentos. É uma abordagem baseada na competência de transporte do fluxo d’água, pois considera temperatura e velocidade de fluxo combinado onda-corrente como variáveis controladoras análogas da intensidade de transferência de energia. Os processos deposicionais marinhos são reduzidos a um fenômeno da superfície deposicional, que é considerada análoga a uma interface líquidovapor dentro de um sistema fechado. A equação de distribuição estatística de velocidades moleculares de Maxwell é usada para calcular a proporção de moléculas na fase líquida, considerada análoga à proporção de sedimentos depositados, bem como a proporção na fase vapor, tomada como análoga à proporção de sedimentos em suspensão. O estado energético do sistema é parametrizado por três potenciais: energia interna, como função do tamanho de grão (areia, silte ou argila); energia térmica do meio, como função da energia hidrodinâmica, e energia gravitacional, como função do declive topográfico As simulações indicam que os principais fatores controladores do perfil deposicional das clinoformas, e por extensão, dos taludes submarinos em geral, são a energia hidrodinâmica da coluna d’água e a granulometria (ou coesão) do sedimento, que podem ser consideradas dois parâmetros comutáveis, isto é, grãos grossos ou coesos podem produzir sobre a geometria das clinoformas o mesmo efeito da baixa energia hidrodinâmica, e vice-versa. Com base no fator de decaimento da energia hidrodinâmica com o aumento da batimetria, foram definidas três ordens de grandeza da intensidade da energia da coluna d’água: baixa energia (10–1), alta x energia (10-2) e muito alta energia (10-3). Com base nesse critério, foram caracterizados quatro tipos de perfis deposicionais de clinoformas: dois tipos sigmoidais e dois tipos exponenciais. Os tipos sigmoidais podem ser de alta energia ou de muito alta energia, e distinguem-se pela granulometria do sedimento e pela distribuição de declividades em relação à dimensão na direção horizontal. Os perfis de tipo exponencial podem ser tanto de baixa energia, quanto de alta energia. A subida relativa do nível do mar afeta o tipo geométrico do perfil deposicional apenas de forma indireta, a partir da retenção da fração grossa do influxo sedimentar na plataforma ou topset. Os principais fatores controladores do ângulo de declividade do perfil das clinoformas são a granulometria do sedimento, a energia hidrodinâmica, a profundidade d’água da bacia e o desvio lateral da corrente de fundo. A dedução da litofácies a partir da geometria das clinoformas parece promissora apenas para os tipos teóricos sigmoidais, que são distintos na forma e no conteúdo sedimentar.

Estimativa de retenção de carbono orgânico na Lagoa do Araçá, RS, Brasil, através da taxa de sedimentação média, morfologia de fundo e padrões de circulação hídrica

Nos últimos anos, os processos sedimentares em corpos de água vêm merecendo particular atenção, principalmente no que diz respeito ao transporte dos sedimentos em suspensão e padrões de circulação hídrica, tendo em vista à necessidade de vários estudos para o manejo racional dos recursos hídricos. Também os processos sedimentares atuantes nos corpos de água em geral, principalmente os relacionados às taxas de sedimentação, são os mecanismos responsáveis diretos pela retenção de carbono orgânico nos mananciais hídricos, servindo de indicadores para a captura ou seqüestro e CO2 da atmosfera. Na planície costeira do Rio Grande do Sul, localiza-se um dos maiores sistemas lagunares do planeta. O maior desses sistemas, a laguna dos Patos, possui em sua extremidade nordeste corpos de água ainda pouco explorados. Toda essa região requer um estudo completo e minucioso, com acompanhamento sistemático de monitoramento interdisciplinar, na busca de uma análise e entendimento integrado das condições que regulam os mecanismos de transporte e deposição de sedimento e sua circulação hídrica. A área de estudo desse trabalho compreende a Lagoa do Araçá. Esta lagoa constitui-se no braço nordeste da Laguna dos Patos, apresentando uma superfície alagada de aproximadamente 20,77 km2. A lagoa drena a planície costeira entre os paralelos 30o11’ e 30o15’ S, a oeste do meridiano 50o31’. O objetivo do presente trabalho é estimar a contribuição relativa de sistemas límnicos rasos no processo de retenção de carbono orgânico em regiões de clima subtropical, identificar a deposição de sedimentos na Lagoa do Araçá para a quantificação do carbono orgânico retido; analisar os padrões morfológicos e sedimentológicos de fundo relacionando-os aos padrões de circulação hídrica, visando elaborar uma metodologia que possa ser aplicada em corpos de água límnicos rasos na retenção de carbono orgânico. Para a consecução dos objetivos propostos foram realizadas coletas de amostras na superfície de fundo na área de estudo, tendo por base uma matriz cartesiana disposta regularmente a cada 500 metros ao longo de paralelos de latitude e meridianos de longitude de forma a abranger toda a superfície da lagoa, totalizando 86 pontos amostrais relativos a granulometria, batimetria e teor de matéria orgânica. Dados referentes a ventos na região de estudo foram coletados através de um anemógrafo gráfico, na localidade de Solidão, município de Palmares do Sul, com objetivo de simular os padrões de circulação hídrica e velocidade orbital de onda na Lagoa do Araçá Para a estimativa da taxa de sedimentação média e a retenção de carbono orgânico na lagoa foi perfurado um testemunho, tendo como referencia os produtos cartográficos de superfície de fundo e teor de matéria orgânica elaborados, sendo realizada sua datação geocronológica através do método de Radiocarbono (14C). A taxa de sedimentação média obtida foi 0,0876 mm.ano-1 sendo a taxa histórica de retenção de carbono orgânico retido estimado em 624,59 Kg.Km-2.ano-1 e para a superfície da lagoa de 12.972,75 kg.ano-1 ou 12,9 t.ano-1. A presente pesquisa demonstra que lagos, lagoas e outros corpos de água têm um papel importante na contribuição de retenção de carbono orgânico, mostrando-se de grande importância em seu ciclo. Evidentemente isso não compensa as emissões de gases causadas por atividades antrópicas nos dias de hoje.

Implantação e uso de sistema de informações geográficas para a Área Antártica Especialmente Gerenciada Baía do Almirantado, Ilha Rei George, Antártica

Esta dissertação descreve a implementação de um Sistema de Informações Geográficas (SIG) para a Área Antártica Especialmente Gerenciada (AAEG) da Baía do Almirantado, Ilha Rei George, Arquipélago das Schetland do Sul, Antártica. O trabalho constituiu na definição de equipamentos e do SIG (ARC/INFO) necessários para a operação do sistema e integração dos dados nos diferentes formatos. Os primeiros planos de informação para este SIG estão prontos: (1) altimetria; (2) batimetria; (3) linha de costa; (4) glaciologia; (5) áreas livres de gelo; (6) ocupação humana (feições antropogênicas); e (7) toponímias. Os resultados são apresentados através de quatro estudos, exemplificando algumas de suas aplicações no gerenciamento da área. Inicialmente realizou-se a revisão dos limites da AAEG, conforme sugestões do Protocolo ao Tratado Antártico sobre Proteção ao Meio Ambiente (Protocolo de Madri), a área total foi recalculada em 362km2 (anteriormente calculada em 370 km2). A partir da geração de um Modelo Digital de Elevação (MDE) obteve-se a visualização tridimensional da área, que possibilitou a descrição de algumas de suas características geomorfológicas e revisão de cálculos morfométricos. As águas da AAEG possuem um volume de 24,1km3, sendo 22,7 km3 pertencentes a Baía do Almirantado e 1,4km3 ao Estreito de Bransfield. Com a integração de dados multitemporais, quantificou-se a retração das frentes de gelo da Baía do Almiratado, constatando-se a perda de 22,5km2 de gelo (12% da cobertura atual) entre 1956 e 2000. E, finalmente, a Península Keller serviu como área teste para um pequeno estudo de impacto ambiental, sendo identificado conflito da ocupação humana com áreas de reprodução, constatando-se a ocorrência de impacto superior a um impacto menor ou transitório, segundo as definições do Protocolo Madri. A implementação do sistema seguiu os padrões de Working Group of Geodesy and Geographic Information (WG-GGI) do Scientific Committee on Antarctic Research (SCAR), permitindo a compatibilidade com projetos internacionais. O SIG serve como importante ferramenta de apoio ao gerenciamento da AAEG, podendo ser utilizado no planejamento de atividades científicas e logísticas, monitoramento e avaliações de impacto ambiental.

Interpretação integrada de sísmica de alta-resolução e da morfologia submarina da costa de fiordes na patagônia central - Chile

Este estudo apresenta o uso integrado da sísmica de alta resolução e da morfologia submarina para interpretar a evolução do ambiente glacimarinho da costa de fiordes da Patagônia Central, Chile. Foram analisados registros de perfilador de fundo e subfundo 3,5 kHz e modelos submarinos 3D de sete fiordes adjacentes ao campo de gelo Patagônico Sul (Eyre, Falcon, Penguin, Europa Peel, Calvo e Amalia) e parte do canal Icy. Os registros, com cerca de 300 km de levantamento acústico, foram obtidos pelo Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada de Chile (SHOA), durante o cruzeiro de investigação científica Campo de Hielo Sur, realizado em 1995. Foram identificadas as principais fácies acústicas e geoformas sedimentares. A morfologia submarina e das bacias subaéreas adjacentes foi analisada com a elaboração de modelos tridimensionais subaéreos e submarinos e de perfis batimétricos longitudinais a partir de cartas náuticas, também do SHOA. Foram utilizadas imagens Landsat ETM+ na interpretação da geomorfologia glacial da área de entorno subaérea dos fiordes. O eixo longitudinal dos fiordes exibe morfologia irregular com bacias profundas e mostra fácies acústicas associadas ao sistema de depósitos de zonas de linha de encalhe (grounding line), às línguas de gelos flutuantes, e aos icebergs e ao gelo marinho. Refletores acústicos distinguem duas fácies principais, segundo sua configuração interna e geometria externa: caóticas e estratificadas. A geometria dos depocentros e as características dos refletores acústicos indicam a importante influência da batimetria e da topografia pré-existentes na dinâmica das geleiras e nos conseqüentes processos de sedimentação. Devido às grandes profundidades das bacias, as frentes das geleiras poderiam ser flutuantes ou aterradas ao fundo marinho. Em todo o caso, predomina um regime glacial onde o gelo está perto do ponto de fusão. É sugerido que os fiordes estudados resultam de um continuum de formas e de processos, que vão dos lineamentos e sistemas de falhas pré-existentes e controlados tectonicamente desde o Mioceno Inferior (ca. 25 milhões de anos AP), processos de denudação fluvial e de vertentes, vales fluviais modificados glacialmente e, finalmente, canais e fiordes erodidos pela ação do gelo. A tectônica originou uma topografia favorável para o desenvolvimento das geleiras, ocorreram processos de retroalimentação positiva entre aumento o da precipitação e expansão do campo de gelo no lado oeste da cordilheira. Provavelmente, as geleiras durante o Último Máximo Glacial não foram suficientemente espessas para aprofundar os fiordes, tampouco para dragar seus depósitos sedimentares para fora deles. Os processos de deposição de sedimentos caóticos acusticamente visíveis ocorreram durante o recuo das geleiras, já no Holoceno, onde elas alcançaram pontos de estabilidade, ajudadas pela morfologia dos fiordes, mesmo em águas profundas. Os depósitos estratificados localizados nas bacias intra-sills e em maiores profundidades, por sua vez, tiveram sua origem, provavelmente, das partes flutuantes do gelo, onde predominam os processos de desprendimento de icebergs (calving) e também do gelo marinho. Nessas mesmas bacias, depósitos mais profundos, não visíveis ao sistema de alta-resolução, poderiam estar preservados no fundo, pois não foram erodidos pelos sucessivos ciclos de avanço e recuo das geleiras, contendo assim informações sobre a evolução do campo de gelo ao longo do Quaternário.

Sedimentação carbonática de algas vermelhas coralináceas da plataforma continental da bacia de campos um modelo carbonático análogo para o terciário

O presente trabalho faz uma análise da plataforma continental média e externa da porção central da Bacia de Campos, entre as batimetrias de 65 e 300 metros. Nesta porção da plataforma são encontrados depósitos sedimentares formados por carbonatos e, secundariamente, por siliciclásticos com influência carbonática. Os carbonatos do Membro Grussaí da Formação Emborê se configuram como os mais importantes sedimentos presentes na área de estudo, sendo compostos majoritariamente por algas vermelhas coralináceas (lithothamniun). Os depósitos algálicos ocorrem sob duas formas: a) formas livres formando concreções nodulares centimétricas (rodolitos) e grainstones. b) Incrustações, formando substratos crustosos e lineamentos. Para a análise destes depósitos foram utilizados dados sísmicos tridimensionais relativos à seção terciária da Bacia de Campos e principalmente do fundo marinho. A associação destes dados com amostras de fundo e filmagens do fundo marinho ao longo do traçado de dutos de escoamento de hidrocarbonetos, permitiu a definição de um modelo de distribuição faciológica para os carbonatos formados por algas vermelhas coralináceas e feições fisiográficas associadas a eles. A morfologia do fundo do mar foi dividida em províncias fisiográficas diretamente relacionadas com o padrão deposicional das algas vermelhas e, secundariamente, por sedimentos siliciclásticos. Os padrões morfológicos refletem a presença de bancos carbonáticos de morfologia rugosa, lineamentos carbonáticos em forma de cristas com direção paralela à linha de costa atual, lineamentos em forma de barras obliquas à linha de costa atual, e platôs ou patamares, caracterizados por relevo suave Os sedimentos de fundo foram agrupados em seis fácies sedimentares, as quais estão relacionadas com a morfologia do fundo marinho: (a) Fácies Areias Siliciclásticas com Bioclastos - depositada nos patamares e formada por sedimentos mistos. (b) Fácies Grainstones com Rodolitos – desenvolve-se nos patamares e é composta, basicamente, por grainstones dominados por algas vermelhas, rodolitos e, secundariamente, por areias siliciclásticas. (c) Fácies Boundstone Ridges – relaciona-se com a formação dos lineamentos carbonáticos paralelos à linha de costa; apresentam grainstones e rodolitos na base dos lineamentos e um predomínio de boundstones nas partes altas; marcam a passagem entre patamares. (d) Fácies Boundstone Mounds - relaciona-se fisiograficamente aos lineamentos de barras carbonáticas com orientação obliqua à linha de costa, e se localizam no interior dos patamares. (e) Fácies Boundstone Banks e Grainstones - corresponde a bancos carbonáticos de relevo irregular e que resultam da bioconstrução algálica sob forma de boundstones, com deposição de grainstones nos interbancos. (f) Fácies Mista - posicionada no talude superior, é resultado da mescla entre os sedimentos siliciclásticos de granulometria silte até areia muito fina com lamas e areias carbonáticas. A distribuição faciológica das algas vermelhas coralináceas presentes na área de estudo se desenvolve em batimetrias muito superiores ao que normalmente é esperado para os carbonatos. Sua atividade se desenvolve desde a batimetria de 45 m até 150 m, sendo que o intervalo mais produtivo ocorre entre 55 e 90 m Esses valores decorrem da análise de incrustações presentes em dutos situados na plataforma e talude continental. Outra indicação da existência de deposição em batimetrias mais elevadas é a presença de relictos de boundstones entre as atuais batimetrias de 170 a 230 m. Estes relictos indicam que, durante o rebaixamento do nível do mar de 120 m que ocorreu no final do Pleistoceno, a fábrica carbonática responsável por estes depósitos permaneceu ativa em batimetrias próximas a 50 e 110 m. Por estarem se desenvolvendo em batimetrias elevadas, os depósitos sedimentares estão submetidos aos efeitos hidrodinâmicos de correntes marinhas, principalmente a Corrente do Brasil. Devido a isto, a distribuição faciológica dos carbonatos algálicos apresenta diferença quando comparada com o ambiente convencional de deposição carbonática. Os substratos dos principais lineamentos carbonáticos, posicionados nas atuais cotas batimétricas de 110 m, 100 m, 85 m e 70 m, são interpretados como decorrentes das estabilizações episódicas de linha de praia que ocorreram durante o último processo transgressivo. A erosão desenvolvida pelas ondas nestas paleolinhas de praia esculpiu pequenas escarpas que serviram de substrato para a instalação posterior da Fácies Boundstone Ridges a partir de batimetrias entre 45 a 50 m. O substrato gerado nos patamares não desenvolveu rigidez suficiente para a instalação de formas incrustantes, exceto onde a remobilização do fundo marinho, durante o último evento transgressivo, desenvolveu formas de leitos tipo dunas transversas que serviram de substrato para a deposição da Fácies Boundstone Mounds, as quais atualmente estão estabilizadas pelas incrustrações de boundstones O modelo de deposição de algas coralináceas de “águas profundas” proposto neste trabalho pode ser o mais apropriado como análogo para a sedimentação dominada por algas vermelhas do Terciário das bacias meridionais Brasileiras, quando não houver uma clara associação com outros constituintes carbonáticos exclusivos de águas rasas. Uma evidência que sinaliza a viabilidade deste modelo decorre da interpretação e análise de atributos sísmicos da seção Terciária da Bacia de Campos, onde as feições carbonáticas, semelhantes às encontradas no recente, tendem a se repetir com freqüência.

Potencialidades de cultivo de macroalgas no litoral do Rio Grande do Norte (NE, Brasil): uma perspectiva de integração de dados ambientais em sistemas de informação geográfica (SIG)

Since centuries ago, the Asians use seaweed as an important source of feeding and are their greatest world-wide consumers. The migration of these peoples for other countries, made the demand for seaweed to increase. This increasing demand prompted an industry with annual values of around US$ 6 billion. The algal biomass used for the industry is collected in natural reservoirs or cultivated. The market necessity for products of the seaweed base promotes an unsustainable exploration of the natural banks, compromising its associated biological balance. In this context, seaweed culture appears as a viable alternative to prevent the depletion of these natural supplies. Geographic Information Systems (GIS) provide space and produce information that can facilitate the evaluation of important physical and socio-economic characteristics for the planning of seaweed culture. This objective of this study is to identify potential coastal areas for seaweed culture in the state of Rio Grande do Norte, from the integration of social-environmental data in the SIG. In order to achieve this objective, a geo-referred database composed of geographical maps, nautical maps and orbital digital images was assembled; and a bank of attributes including physical and oceanographical variables (winds, chains, bathymetry, operational distance from the culture) and social and environmental factors (main income, experience with seaweed harvesting, demographic density, proximity of the sheltered coast and distance of the banks) was produced. In the modeling of the data, the integration of the space database with the bank of attributes for the attainment of the map of potentiality of seaweed culture was carried out. Of a total of 2,011 ha analyzed by the GIS for the culture of seaweed, around 34% or 682 ha were indicated as high potential, 55% or 1,101 ha as medium potential, and 11% or 228 ha as low potential. The good indices of potentiality obtained in the localities studied demonstrate that there are adequate conditions for the installation of seaweed culture in the state of Rio Grande do Norte

Caracterização batimétrica e fisicooceanográfica do canal de acesso ao porto de Cabedelo/PB: uma análise ambiental ao derrame de óleo

The State of Paraíba is one of the most dynamic states of Brazil, strategically located in the northeast, is notable for the excellent potential for integration of different transportation modes forming the states of Rio Grande do Norte, Pernambuco and Alagoas. The dynamic that occurs with port activity causes changes in the space where it is installed. And the elements of this space are always more than suffering direct or indirect influences as the flow in the port is expanded. Therefore, this region became subject to the accidental spillage of oil, because it presents a heavy traffic of ships of various sizes that can run aground or collide with oil causing accidental events. The study of geomorphological and sedimentological compositions of seafloor becomes important as more is known about the relationships between these parameters and associated fauna, and can identify their preferred habitats. The database background, acoustically collected along the proposed study area, is a wealth of information, which were duly examined, cataloged and made available. Such information can serve as an important tool, providing a geomorphological survey of the sedimentary area studied, and come to subsidize, in a flexible, future decision making. With the study area Port of Cabedelo, Paraíba - Brazil, this research aimed to evaluate the influence of the tidal surface and background in modeling the seabed, including the acquisition of information about the location of submerged rocky bodies and the depth of these bodies may turn out to be natural traps for the trapping of oil in case of leaks, and obtain the relationship between types of bed and the hydrodynamic conditions present in the region. In this context, for this study were collected bathymetric data (depth) and physical oceanographic (height of water column, water temperature, intensity and direction of currents, waves and turbidity), meteorological (rainfall, air temperature, humidity, winds and barometric pressure) of the access channel to the Port of Cabedelo / PB and its basin evolution (where the cruise ships dock), and includes tools of remote sensing (Landsat 7 ETM +, 2001), so that images and the results are integrated into Geographic Information Systems and used in the elaboration of measures aimed at environmental protection areas under the influence of this scale facilities, serving as a grant to prepare a contingency plan in case of oil spills in the region. The main findings highlight the techniques of using hydroacoustic data acquisition together bathymetric surveys of high and low frequency. From there, five were prepared in bathymetric pattern of Directorate of Hydrography and Navigation - DHN, with the depth in meters, on a scale of 1:2500 (Channel and Basin Evolution of Access to Port of Cabedelo), where there is a large extent possible beachrocks that hinder the movement of vessels in the port area, which can cause collisions, running aground and leaking oil. From the scatter diagram of the vectors of currents, it can be seen as the tidal stream and undergoes a channeling effect caused by the bidirectional effect of the tide (ebb and flood) in the basin of the Port of Cabedelo evolution in NW-direction SE and the highest speed of the currents occurs at low tide. The characterization weather for the period from 28/02 to 04/07/2010 values was within the expected average for the region of study. The multidisciplinary integration of products (digital maps and remote sensing images), proved to be efficient for the characterization of underwater geomorphological study area, reaching the aim to discriminate and enhance submerged structures, previously not visible in the images

Dinâmica de Sedimentação de Lodo em Lagoas de Estabilização

Stabilization ponds are an effective sewage treatment alternative for the climatic conditions prevailing in Brazil. In the present work, a primary facultative pond was studied, in the city of Natal, Rio Grande do Norte, Northeast Brazil. The aim of this study was to evaluate the sedimentation dynamics in the facultative pond. The pond was divided in three section or zones along its length starting from the inlet end namely A1, A2 and A3. The research was accomplished in three phases. In the first the mapping of the sludge layer was done, sludge core samples were also collected for analysis for total, fixed and volatile solids and the depth of the sludge layer was determined using a portable echo sounder. In the second solids sedimentation rates were measured using traps placed in the inlet and outlet zones and in the third phase resuspension sludge was evaluate using a tracer. The amount accumulated sludge since the start operation was 13.583 m3. The sedimentation constant averages changed between 0.93 to 2.94 and 3.90 to 5.80 for the depths of 0.5 and 1.0 m respectively. The relationship between volatile and fixed solids (SV/SF) increased along the pond. The removal efficiencies were 52.12%, 36.09%, and 37.50% for BOD, COD and SS, respectively. The sludge accumulation model proposed had a good adjustment with 0.17 m3/hab.year rate. The results presented here demonstrated that the wind had a direct influence on the sedimentation of solids in this pond affecting the efficiency and sludge accumulation

Influência dos modelos digitais de terreno na modelagem de circulação hidrodinâmica 2DH: um estudo de caso

Digital Elevation Models (DEM) are numerical representations of a portion of the earth surface. Among several factors which affect the quality of a DEM, it should be emphasized the attention on the input data and the choice of the interpolating algorithm. On the other hand, several numerical models are used nowadays to characterize nearshore hydrodynamics and morphological changes in coastal areas, whose validation is based on field data collection. Independent on the complexity of the physical processes which are modeled, little attention has been given to the intrinsic bathymetric interpolation built within the numerical models of the specific application. Therefore, this study aims to investigate and to quantify the influence of the bathymetry, as obtained by a DEM, on the hydrodynamic circulation model at a coastal stretch, off the coast of the State of Rio Grande do Norte, Northeast Brazil. This coastal region is characterized by strong hydrodynamic and littoral processes, resulting in a very dynamic morphology with shallow coastal bathymetry. Important economic activities, such as oil exploitation and production, fisheries, salt ponds, shrimp farms and tourism, also bring impacts upon the local ecosystems and influence themselves the local hydrodynamics. This fact makes the region one of the most important for the development of the State, but also enhances the possibility of serious environmental accidents. As a hydrodynamic model, SisBaHiA® - Environmental Hydrodynamics System ( Sistema Básico de Hidrodinâmica Ambiental ) was chosen, for it has been successfully employed at several locations along the Brazilian coast. This model was developed at the Coastal and Oceanographical Engineering Group of the Ocean Engineering Program at the Federal University of Rio de Janeiro. Several interpolating methods were tested for the construction of the DEM, namely Natural Neighbor, Kriging, Triangulation with Linear Interpolation, Inverse Distance to a Power, Nearest Neighbor, and Minimum Curvature, all implemented within the software Surfer®. The bathymetry which was used as reference for the DEM was obtained from nautical charts provided by the Brazilian Hydrographic Service of the Brazilian Navy and from a field survey conducted in 2005. Changes in flow velocity and free surface elevation were evaluated under three aspects: a spatial vision along three profiles perpendicular to the coast and one profile longitudinal to the coast as shown; a temporal vision from three central nodes of the grid during 30 days; a hodograph analysis of components of speed in U and V, by different tidal cycles. Small, but negligible, variations in sea surface elevation were identified. However, the differences in flow and direction of velocities were significant, depending on the DEM

Dinâmica Costeira dos Campos petrolíferos Macau/Serra, litoral setentrional do Estado do Rio Grande do Norte

This thesis describes the general behavior of the northern shore of the State of Rio Grande do Norte relating beach profile morphology with hydrodynamic and sedimentological parameters. The Macau and Serra Oil Field are inserted on this area and are under accelerated coastal erosion. At these oil fields are installed oil wells from PETROBRAS, nowadays located directly in the shoreline, under constant attacks of coastal processes (e.g. waves, tides and currents), which promote an intense morphodynamic variability of this sandy coast. The area was monitored for 24 months in three different stations (P01, P02 and P03). The methodology applied involved current techniques of beach profiles, hydrodynamical processes, remote sensing and geophysics. A synthesis of results obtained through the use of different time scales (monthly, lunar cycle, seasonal, annual) from a coastal dynamics study is presented. The average wind direction corresponded to 77ºAz (NE). The steepness of the berm and of the shoreface, as well as coastal current direction, do not present major changes, with an average of 36º for the steepness of the berm, 15º for the shoreface and 15º for the coastal current direction. This data set allows us to infer that the months of larger coastal erosion were November/2000 and April/2001, because of the largest wave parameter during this time. The months of worse coastal erosion in this area are related with the increasing wavy energy. This in turn, seems to be related to seasonal climatic variations, with the wave energy and tide currents speed increasing during months of minor precipitations (June to January). The months of worse coastal erosion were September and November, when the largest wave parameters and speed currents are measured in the area. Since these months are included on the period of minor precipitations, we related the coastal erosion to seasonal climatic variations. The results obtained during these 24 months of monitoring confirms a situation of accentuated erosion, mainly in Profile 03 (Barra do Corta-Cachorro), where the wave height, period, and coastal current speed are always larger than the values found in Profile 02 (Macau5). Probably these values are more expressive in Profile 03, because it does not present any natural structure of protection against the wave impacts, as the barrier island located at Ponta do Tubarão, or the sand banks in front of Macau5. The transport of the sediments occurs from East to West, and the sand accumulation is more pronounced on Profile 03 intertidal zone, where there are embrionary dunes in dryer months. The tidal currents speed, on the other hand, is more accentuated in the Macau5 area (Profile 02). At Ponta do Tubarão, the tidal currents presented a preferential direction for NE, at times of flood, currents and for NW, at times of ebb current; at Barra do Corta-Cachorro the direction of the currents were predominantly for NW, independent of the tide phase, coinciding with the preferential direction of the longshore current. This currents inversion at Ponta do Tubarão is attributed to the presence of the Ponta do Tubarão island barrier and by the communication channel of the lagoon with the sea. The tide currents are better observed in protected areas, as in the Ponta do Tubarão, when they present inversion in their direction accordingly to the flood and ebb tide. In open areas, as in Barra do Corta-Cachorro, the tide currents are overprinted by the longshore currents. Sediment analysis does not show important modifications in grain size related to seasonality (dry- and rainy seasons). On the foreshore and backshore zones, the sediments vary from fine to medium sand, while in the shoreface they very from fine to very sands. The grains are mostly spheres, varying from sub rounded to sub angled. Quartz is the main component alongside Feldspat and heavy minerals as accessory components. Biogenic content is also present and mainly represented by mollusks fragments. The calculated sediment transport show values around 100 m3/day. The morphodynamic studies indicated that this is a reflexive area from October to April, and intermediate from May to September. The Relative Tide Range-RTR for this area is 4 < RTR < 15, and so classified in the mixed wave-tide group. Having this exposed we can affirm that the more active natural factors in this area are the currents, followed by the tides and the winds. The anthropic factors are exclusively local and punctual (Macau and Serra Oil Field). Taking in account the economic importance of the area, as well as the intensity of coastal processes acting on this shore, it is important a continuity of the monthly environmental monitoring looking for variations on longer-period cycles. These data have been stored on the geo-referenced database of the projects MARPETRO and PETRORISCO (REDE 05), aiming to model the coastal and sea environment, susceptible to oil spills and their derivatives

Caracterização hidrodinâmica e morfo-sedimentar do estuário Potengi e áreas adjascentes: subsídios para controle e recuperação ambiental no caso de derrames de hidrocarboneto

This study presents the Environmental Sensibility Mapping to oil spillings on the Potengi estuary - RN and neighboring coastline through remote sensing data, collecting, treatment and integration of the geomorphologic, oceanographic (temperature, salinity, density, direction and intensity), meteorological (wind speed and direction) and high resolution seismic (bathymetry and sonography) data. The Potengi river estuary is located on the eastern coastline of the Rio Grande do Norte State, being inserted in the geological context for the coastal Pernambuco-Paraíba basin and spreading over 18 km; it shelters the Natal harbor zone and an oil terminal, centralizing, therefore, important oil transport operations that can cause accidental spillings. Under the oceanographic point of view, the Potengi estuary is characterized by the absence of any expressive thermic stratification, being classified as partially mixed, B type according to Pritchard (1955), and 2 type in conformity to the stratification-circulation diagram by Hansen & Rattray (1966). Two main wind systems are responsable for the formation of wave sets that occur in the area. The dynamic tide presents, in the Natal Harbor, mean amplitude in spring and quadrature tides, with around 2.8 and 2m, respectively. The mechanism of saline tide mixing was defined through the salinity which is the main parameter for the identification of this mechanism. Important variations of the salinity mean values (36.32 psu), temperature (28.11ºC) and density (22.96 kg/m3) in the estuarine waters presented features belonging to low latitude regions. The water temperature follows the air temperature variations, in the region, with expressive daily amplitudes. In this study, the identification of the estuarine bed morphology through bathymetric and sonographic analysis, had the purpose to evaluate the influence of the superficial and bottom currents for the bottom shaping. In this way, the use of the side scan sonar showed, to be very useful in the identification of the bottom morphology and its relationship with the predominant action of the tidal currents in the Potengi estuary. Besides, it showed how the sonograms can be a support to the comparison of the several patterns derived from the local hydrodynamic variations. The holocene sediments, which fill the estuarine channel, are predominantly sandy, varying from selected, sometimes silty. The sedimentation is controlled by the environmental hydrodynamic conditions, being recognized two important textural facies: Muddy Facies and Sandy Facies. The distribution of these textural facies apparently oscillates owing to the tidal cycle and flow intensity. Each one of the above mentioned data was integrated in a Geographic Information System (GIS), from which was produced the Environmental Sensibility Map to oil spillings with Coastal Sensibility Index (CSI) to the Potengi estuary. The integrated analysis of these data is essential to oil spilling contingency plans, in order to reduce the spilling environmental consequences and to make efficient the endeavours of contention and cleaning up/removal on the Natal Harbor. This study has the aim to collaborate for the increase of informations about the estuarine environment and contribute to a better management of the question: environment/polluting loads

Geologia e geomorfologia dos recifes de Maracajaú-RN e plataforma rasa adjacente

This work focuses the geological and geomorphological characterization of the inner shelf in the West Coast of the Rio Grande do Norte state, particularly the reef coral barrier offshore of Maracajaú (Maxaranguape district). If developed without the necessary concerns, tourism and entertainment activities that have been widely increased during the last five years can lead to irreversible environmental damages to the biotic and abiotic ecosystems of the region. Regarding these aspects, it is crucial the realization of a detailed study to envisage the achievement of a self-sustainable development, especially with respect to the possibilities of a rational usage of the region. This is the aim of this manuscript, which consisted of an initial stage of digital modeling of the terrain with basis on digitalization and vectorization of the Nautical map number 803 (Naval Service of Brazil, 1971). Information obtained in this phase was improved with the digital processing of small format aerial photos acquired from six flights, which were integrated to form a photomosaic of the area. The refined maps produced with the data from Nautical and aerial photo-interpretations aided to locate 9 bathymetric profiles, which provided information about the sea floor relief of the whole area. This later aided in the choosing of areas to bottom sampling that, in its turn, helped to characterize sediments present in floor of the inner shelf. Sixty-four samples collected during this work were studied by granulometrical and chemical analysis; with the later one developed in order to measure carbonate and organic matter contents. Forty-two of these samples showed carbonate content higher than 80% and organic matter in the range of 0.58% to 24.06%. With respect to grain size, these samples are in the interval between fine- to mid-grained sands. Sands with grain sizes higher than this one are also composed by carbonate carapaces such as pale yellow to red rhodolites with ellipsoidal and spheroidal shapes. During determination of the submerse features, the small format aerial photos demonstrated to be a useful methodology to aid the delineation of the sea floor topography through shallow deep waters. The bathymetry, for its turn, revealed several features at the bottom of the platform, in which the most conspicuous are undulations and morphological details of the São Roque Channel. Examination of bottom, aside from sand, yielded the identification of bivalves, ostracods, fragments of bryozoans, spikes of sponges, spines of echinoderms, operculum of gastropods and foraminifers. From the above it is concluded that the multi-methodological approach developed in this study worked efficiently, permitting the geomorphological and environmental characterization of the inner shelf of the North Maracajaú