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

Análise hidrodinâmica e morfodinâmica do complexo estuarino do Rio Piranhas-Açu/RN, Nordeste do Brasil

The aim of this study was the seasonal characterization of the morphology, sedimentology and hydrodynamic of the Açu, Cavalos and Conchas estuaries. These estuaries are inserted in a semi-arid climate area and form the mouth of the hydrographic basin of the Piranhas-Açu river, that represent the discharge of the largest watershed in the state. They are embedded in an environment consisting of a fluvial-marine floodplain, mangrove ecosystem, sandbanks, fields of dunes, spits and sandy beaches. Adjacent to the natural units are the main local socioeconomic activities (oil industry, salt industry, shrimp farming, fishing and tourism) are dependent on this river and its conservation. The environmental monitoring is necessary because it is an area under constant action of coastal processes and at high risk of oil spill. The acquisition and interpretation of hydrodynamic, sonographic and sediment data was conducted in two campaigns, dry season (2010) and rainy season (2011), using respectively the current profiler ADCP Doppler effect, the side-scan sonar and Van Veen sampler. In these estuaries: Açu, Cavalos and Conchas were identified the following types of bedforms: flatbed and Dunes 2-D and 3-D (small to medium size), generated at lower flow regime (Froude number <1). Structures such as ripples were observed in the Açu estuary mouth. The higher values of flow discharge and velocity were recorded in the Açu estuary (434,992 m³.s-¹ and 0,554 m.s-¹). In rainy season, despite the record of highest values of discharge and flow velocities at the mouth, the energy rates upstream did not differ much from the data of the dry season. However, in all estuaries were recorded an increase in speed and flow, with reservation to the flow in the Açu estuary and flow at the mouth of the Conchas estuary. Sediment grain sizes tend to increase towards the mouth of the estuary and these ranged from very fine sand to very coarse sand, medium sand fraction being the most recurrent. Based on the data acquired and analyzed, the estuaries Açu, Cavalos and Conchas are classified as mixed , dominated by waves and tides. According to their morphology, they are classified as estuaries constructed by bar and according to the classification by salinity, estuaries Conchas and Cavalos were ranked as hypersaline estuaries, and Açu as hypersaline and vertically well mixed type C

Reactores aeróbios de lecho fluidizado trifásico con circulación interna: Caracterización hidrodinámica y del soporte

Aerobic internal-loop reactors use active biomass attached in a supporting media (biofilm) with the advantage of retaining a big biomass concentration in a small physical space, removing carbonaceous matter and nitrogen in only one reactor. Liquid circulation occurs due to hydrostatic pressure difference produced by air injection in the riser. In biphasic conditions liquid circulation velocities, gas holdup and oxygen transfer coefficient in four different reactor configurations were studied. For the three-phase conditions, the same parameters in just one of those configurations were evaluated. Also, there were three granular supporting media characterized. On the other hand, the relationship between internal and external tube areas and supporting media concentrations influence the liquid velocity, gas holdup and oxygen mass transfer values and some important supporting media characteristics were observed and compared.

Simulação hidrodinâmica e caracterização experimental de mecanismos anti-sifão em sistemas de drenagem externa de líquido cefalorraquidiano

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Morfologia e hidrodinâmica em rios multicanais (anabranching): exemplo do alto rio Paraná

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Distribuição espaço-temporal das larvas de peixe e sua relação à hidrodinâmica e à qualidade da água no entorno das ilhas do Combu e Murucutu, Belém - PA

No intuito de suprir a carência de informações sobre a comunidade ictioplanctônica da região amazônica, o presente trabalho procurou investigar as variações espaciais e temporais de densidade, diversidade e dos estágios ontogênicos das larvas de peixe, além disso, visou relacionar essas informações à qualidade ambiental da água e às características hidrodinâmicas dos cursos amostrados. As amostragens foram realizadas em outubro/2008, janeiro, abril e julho/2009 de acordo com os períodos climáticos que caracterizam a região. As capturas foram realizadas nos cursos hídricos que margeiam as ilhas do Combu e Murucutu, ou seja, nas águas do rio Guamá, do canal do Benedito e do furo da Paciência, o qual separa as duas ilhas. As larvas foram capturadas através de arrastos superficiais na coluna de água, com uma rede de plâncton cônico-cilíndrica de malha 330 μm, com 0,5 m de diâmetro e 2,5 m de comprimento. Em paralelo a captura das larvas, foram realizadas amostragens superficiais da água para análise de sua qualidade, assim como, foram coletados dados referentes à hidrodinâmica. A análise dos dados consistiu na aplicação das técnicas univariadas (ANOVA) e multivariadas (ACP; RDA). A comunidade de larvas de peixe representada por 4.983 indivíduos que se distribuíram entre as famílias Clupeidae, Engraulidae, Sciaenidae, Carangidae, Tetraodontidae e Hemiramphidae. As famílias Engraulidae e Clupeidae foram dominantes, seguidos pela família Sciaenidae. O pico larval, assim como, a maior densidade do estágio de pré-flexão, ocorreram em outubro/2008, mês incluso na estação seca, o que indica um período de desova na área. No furo da Paciência as larvas foram mais abundantes na extremidade Norte, devido ao maior fluxo de água oriunda do rio Guamá. Além disso, o furo da Paciência que diferiu em termos de densidade larval, representou um local de maior proteção às larvas de peixe, por concentrar a maior quantidade de indivíduos, sobretudo no mês de outubro/2008. Na área Leste do rio Guamá as larvas também foram abundantes, provavelmente por representar uma área menos agitada que a área Oeste. Entre todos os parâmetros analisados, os hidrodinâmicos foram os que apresentaram melhores associações com a comunidade ictioplanctônica. Não houve variação espacial dos estágios ontogênicos durante os quatro meses amostrados, porém ocorreu uma ocupação diferenciada ao nível taxonômico no mês de outubro/2008. Quanto à diversidade e a densidade larval, estas foram consideradas baixas, o que pode estar relacionado à grande influência das águas fluviais na área de estudo. A qualidade de água no entorno das ilhas Combu e Murucutu não representou um fator limitante para as larvas de peixe, portanto o impacto antrópico na área pode ser considerado um fator que ainda não está afetando a desova dos peixes. A dinâmica do fluxo de água no furo da Paciência permitiu definir que existe uma restrição quanto ao transporte de larvas de peixe entre o rio Guamá e o canal do Benedito.

Modelagem hidrodinâmica e estudo morfológico do Lago Água Preta: um dos mananciais da Grande Belém

As condições naturais dos recursos hídricos podem ser modificadas com o uso insustentável dos mesmos. Por exemplo, em Belém, capital do Estado do Pará, o lago Água Preta, apresenta uma história de degradação que põe em risco o abastecimento de água potável em Belém. Nesse contexto, a principal contribuição do presente trabalho, é a realização de um estudo sobre a modelagem hidrodinâmica e a morfologia do lago Água Preta. Tal estudo foi efetuado a partir de duas fontes de dados. A primeira é um mapa topobatimétrico de 1975, que faz parte dos arquivos da COSANPA. A segunda foi uma batimetria realizada com um ADCP em 2009. A modelagem iniciase com a elaboração dos modelos de elevação de terreno de 1975 e 2009, também utilizados para o estudo morfológico do lago. Para a utilização do modelo hidrodinâmico, são necessários os modelos de elevação de terreno supracitados; o modelo de rugosidade do relevo subaquático do lago, para o cálculo do coeficiente de Manning; e as condições de contorno. As simulações hidrodinâmicas de velocidade e profundidades foram realizadas utilizando o modelo de Saint-Venant do tipo águas rasas. No caso das profundidades, as mesmas foram comparadas com dados disponíveis na literatura, a fim de validá-las. Os resultados das simulações hidrodinâmicas, ou seja, profundidades e velocidades, associadas ao estudo morfológico, são peças chave na análise dos padrões de escoamento e de tendências de assoreamento do lago.

Efeitos da equação de estado em hidrodinâmica relativística através de alguns observáveis

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudios tafonómicos en foraminíferos bentónicos como proxy de hidrodinámica y sedimentología en el gradiente Río de La Plata – Océano Atlántico Sur Occidental

Los foraminíferos bentónicos representan un excelente proxy geológico, ya que sus caparazones son incorporados en el sedimento y pasan a comportarse como granos sedimentares durante los eventos de transporte y erosión, permitiendo así, el registro de condiciones y eventos que ocurren en los océanos. De este modo, son usados para describir patrones de hidrodinámica y evaluar índices de deposición, erosión y retrabajamiento del sedimento en los ambientes marinos. Concretamente, las regiones costeras representan zonas de alta complejidad ambiental, debido a que en ellas se da la mezcla de agua tanto de origen continental como marino, y a su vez, al efecto de la descarga fluvial que aporta material particulado del continente para el océano. El Río de la Plata (RdLP) representa el cuarto mayor estuario del mundo y el segundo del continente americano, lo cual convierte al sistema RdLP-Océano Atlántico en un complejo gradiente estuarino de interés en estudios sedimentológicos con posteriores aplicaciones paleo-climáticas y paleo-ecológicas del Cuaternario Superior. En el presente estudio, se registra a partir de las asociaciones muertas, para la región del estuario entrada de agua marina hasta la zona del frente termohalino. Dichas asociaciones se caracterizaron por especies típicas de plataforma y aguas frías. La región marina del RdlP registró los mayores porcentajes de abrasión y fragmentación de caparazones, indicando una zona de alta energía. Por otro lado, en la región más oceánica las asociaciones muertas reflejaron un transporte en dirección norte, influenciado por la pluma del RdlP. Cabe resaltar la presencia en esta región de una isla barrera, vestigio de una paleo-costa producto de una regresión Holocénica. Este local se caracterizó por un aumento de la abrasión y fragmentación mostrando la gran hidrodinámica presente. En todos los casos existió correlación entre las señales tafonómicas y los datos geo-químicos (sedimentología, pH, oxígeno disuelto, carbono orgánico y nitrógeno total)

Estudios tafonómicos en foraminíferos bentónicos como proxy de hidrodinámica y sedimentología en el gradiente Río de La Plata – Océano Atlántico Sur Occidental

Los foraminíferos bentónicos representan un excelente proxy geológico, ya que sus caparazones son incorporados en el sedimento y pasan a comportarse como granos sedimentares durante los eventos de transporte y erosión, permitiendo así, el registro de condiciones y eventos que ocurren en los océanos. De este modo, son usados para describir patrones de hidrodinámica y evaluar índices de deposición, erosión y retrabajamiento del sedimento en los ambientes marinos. Concretamente, las regiones costeras representan zonas de alta complejidad ambiental, debido a que en ellas se da la mezcla de agua tanto de origen continental como marino, y a su vez, al efecto de la descarga fluvial que aporta material particulado del continente para el océano. El Río de la Plata (RdLP) representa el cuarto mayor estuario del mundo y el segundo del continente americano, lo cual convierte al sistema RdLP-Océano Atlántico en un complejo gradiente estuarino de interés en estudios sedimentológicos con posteriores aplicaciones paleo-climáticas y paleo-ecológicas del Cuaternario Superior. En el presente estudio, se registra a partir de las asociaciones muertas, para la región del estuario entrada de agua marina hasta la zona del frente termohalino. Dichas asociaciones se caracterizaron por especies típicas de plataforma y aguas frías. La región marina del RdlP registró los mayores porcentajes de abrasión y fragmentación de caparazones, indicando una zona de alta energía. Por otro lado, en la región más oceánica las asociaciones muertas reflejaron un transporte en dirección norte, influenciado por la pluma del RdlP. Cabe resaltar la presencia en esta región de una isla barrera, vestigio de una paleo-costa producto de una regresión Holocénica. Este local se caracterizó por un aumento de la abrasión y fragmentación mostrando la gran hidrodinámica presente. En todos los casos existió correlación entre las señales tafonómicas y los datos geo-químicos (sedimentología, pH, oxígeno disuelto, carbono orgánico y nitrógeno total).

La hidráulica kárstica como aplicación de la hidrodinámica general. Estudio del flujo en un terreno yesífero fisurado

Se pretende plantear y desarrollar algunas de las leyes clásicas de hidrodinámica introduciendo las características que permiten su aplicación al flujo subterráneo en general y a la hidráulica kárstica en particular. Se estudia la consideración de si el movimiento del agua subterránea en el karst se puede definir como flujo a través de conductos individuales o como un medio continuo con huecos saturados en una matriz sólida. Los trabajos de Hagen (1839) y Poiseuille (1846), junto con los de Darcy (1856) configuran la referencia básica para este estudio (in Crespo, 2006). A ellos puede añadirse también las aportaciones de Couette y Chezy (Rouse, 1951) para flujo libre sobre superficies rocosas. Se presentan varios casos en los que las leyes del movimiento laminar unidireccional ofrecen soluciones que pueden ser válidas para la definición de los parámetros fundamentales del flujo del agua en el subsuelo.

Modelo numérico basado en el método de los elementos finitos para el estudio de la hidrodinámica de bahías y estuarios

Se ha desarrollado un modelo implícito no lineal 2-D en EF para la resolución de las ecuaciones de aguas poco profundas. La discretización espacial se ha realizado por medio de elementos lagrangianos isoparamétricos. Se ha aplicado la integración numérica de Simpson para obtener las matrices elementales, y para la integración temporal se han utilizado diferentes esquemas en diferencias finitas, comprobándose el modelo con diferentes ejemplos.

Hidrogeología e hidrodinámica del acuífero de los manantiales de Gormaz y su importancia en el caudal base del río Duero, España = Hydrogeology and hydrodynamic of the Gormaz Springs Aquifer and its importance to the base flow of the Duero River, Spain

Se cuantifican las descargas subterráneas de un acuífero a un río que lo atraviesa utilizando correlaciones estadísticas. El río Duero, España, incrementa su caudal base en varios m3/s, al atravesar unos afloramientos carbonatados mesozoicos en un pequeño tramo de su cabecera; esto es de especial importancia en época de estiaje, cuando la mayor parte del caudal base del río procede de manantiales que allí se sitúan. Dichos afloramientos corresponden a uno de los dos acuíferos calcáreos confinados, que se desarrollan en paralelo y están hidráulicamente desconectados por una capa impermeable, que forman el sistema acuífero de los manantiales de Gormaz. Este sistema se encuentra en estado de régimen natural y está apenas explotado. Se define el modelo conceptual de funcionamiento hidrogeológico, considerando el papel hidrogeológico de la falla de Gormaz, situada en la zona de descarga del sistema. Analizando información geológica antecedente y la geofísica exploratoria realizada, se obtuvo un mejor conocimiento de la geometría y los límites de los acuíferos, definiéndose un sistema acuífero con una zona de recarga en el sur, correspondiente a los afloramientos calcáreos, los cuales se confinan hacia el norte bajo el Terciario, hasta intersecar con la falla normal de Gormaz. El salto de falla genera una barrera para las formaciones permeables situadas al extremo norte (margen derecha del río Duero); a su vez, el plano de falla facilita el ascenso del agua subterránea del sistema acuífero en estudio y pone en conexión hidráulica los dos acuíferos. Se estimaron, además, los parámetros hidráulicos de los acuíferos en los alrededores de la falla. La buena correlación entre los niveles piezométricos y las descargas subterráneas al río Duero han permitido la reconstrucción del hidrograma de los manantiales de Gormaz en el periodo 1992-2006. Se calcula así que la contribución subterránea al río Duero es de 135.9 hm3/año, que supone el 18.9% de la aportación total del río. In a short stretch of its headwaters, the base flow of the River Duero increases by several m3/s as it traverses some Mesozoic carbonate outcrops. This is of special importance during the dry season, when the majority of the base flow of the river proceeds from springs in this reach. The outcrops correspond to one of two confined calcareous aquifers that developed in parallel but which are not hydraulically connected because of an impermeable layer. Together, they constitute the aquifer system of the Gormaz Springs. The system is still in its natural regime and is hardly exploited. This study defines the conceptual model of hydrogeological functioning, taking into consideration the role of the Gormaz Fault, which is situated in the discharge zone of the system. Analysis of both antecedent geological information and geophysical explorations has led to a better understanding of the geometry and boundaries of the aquifers, defining an aquifer system with a recharge zone in the south corresponding to in the calcareous outcrops. These calcareous outcrops are confined to the north below Tertiary formations, as far as their intersection with the normal fault of Gormaz. The throw of the fault forms the barrier of the permeable formations situated in the extreme north (right bank of the River Duero). In turn, the fault plane facilitates the upflow of groundwater from the aquifer system and creates hydraulic connection between the two aquifers. In addition, the study estimated the hydraulic parameters of the aquifer around the fault. The close correlation between piezometric levels and the groundwater discharges to the River Duero has enabled the reconstruction of the hydrogram of Gormaz springs over the period 1992-2006. By this means, it is calculated that the groundwater contribution to the River Duero is 135.9 hm3/year, or 18.9% of the total river inflow.