Qualidade e optimização do desmonte de maciços rochosos em geotecnia mineira

A perfuração é uma das operações envolvidas no desmonte de rocha com explosivos. A forma como esta operação é executada é determinante para o sucesso do desmonte. Quando é realizada correctamente o desmonte produz superfícies limpas com o mínimo de sobrescavação e perturbação. A selecção das ferramentas de perfuração é um dos factores preponderantes para os custos do desmonte de maciços rochosos. O objectivo deste trabalho é demonstrar a interdependência entre os parâmetros petrofísicos, geotécnicos e geomecânicos do maciço rochoso e as tecnologias de perfuração de forma a optimizar tanto técnica como economicamente. A forma como a perfuração é executada é determinante para a boa fragmentação do maciço rochoso. Este estudo irá centrar-se na perfurabilidade do maciço, linearidade dos furos, rendimento e desgaste das ferramentas de perfuração e desenvolvimento de metodologias do ciclo de perfuração. Neste trabalho, discute-se a importância de uma abordagem integrativa para fins de geoengenhara mineira em que foi aplicada a técnica de amostragem linear em superfícies expostas do maciço num ambiente de uma exploração granítica. As áreas seleccionadas para este estudo — Pedreira de Serdedelo (Ribeira, Ponte de Lima) e pedreira do Fojo (Ferreira, Paredes de Coura), NW de Portugal — estão situadas nas proximidades de falhas geológicas regionais. Em todo os casos de estudo foram desenvolvidos numa plataforma SIG usando as seguintes ferramentas: cartografia geo-aplicada, técnicas de geologia estrutural, da geotecnia e da geomecânica mineiras e avaliação de geotecnologias. Esta abordagem leva-nos a compreender a relevância da heterogeneidade do maciço rochoso para o dimensionamento da exploração a diferentes escalas. O controlo geomecânico do desmonte do maciço rochoso através de uma perfuração alinhada é salientado com o intuito de uma abordagem de geoengenharia integrada nos maciços rochosos.

Distribuição por tamanhos do aerosol atmosférico na Península Ibérica

Um dos principais fatores que afetam negativamente a qualidade do ambiente em muitas cidades em todo o mundo é o material particulado (PM). A sua presença na atmosfera pode ter impactos negativos na saúde humana, clima, património edificado e ecossistemas. Muitos dos estudos realizados em áreas urbanas focam apenas as frações respiráveis (PM10 e PM2,5). No entanto, os processos de formação, a identificação das fontes emissoras e os efeitos dependem muito da distribuição granulométrica das partículas. A atenção tem recaído na análise de hidrocarbonetos poliaromáticos (PAHs), devida à sua carcinogenicidade e a informação disponível sobre outros compostos é escassa. O presente estudo consistiu na obtenção do PM distribuído por diferentes frações de tamanho e na análise detalhada da sua composição química, em dois locais urbanos da Península Ibérica (Madrid e Lisboa). Dado que os veículos representam uma das principais fontes emissoras em ambientes urbanos, efetuou-se uma caracterização mais detalhada deste tipo de emissões, conduzindo uma campanha de amostragem num túnel rodoviário (Marquês de Pombal, Lisboa). As amostragens, em ambas as cidades, decorreram durante um mês, quer no verão quer no inverno, em dois locais urbanos distintos, um junto a uma via com influência de tráfego e outro numa área urbana de fundo. No túnel a amostragem foi realizada apenas durante uma semana. Em Madrid e no túnel, o PM foi recolhido utilizando um amostrador de elevado volume com impactor em cascata com quatro tamanhos: 10-2,5, 2,5-0,95, 0,95-0,49 e < 0,49 μm. Em Lisboa, foi utilizado um impactor em cascata com apenas dois tamanhos, 10- 2,5 e < 2,5 μm. As amostras foram quimicamente analisadas e determinadas as concentrações de compostos carbonados (OC, EC e carbonatos), iões inorgânicos solúveis em água (Cl−, NO3−, SO42−, Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+),metais e compostos orgânicos. Em Madrid, as concentrações médias de PM10 foram 44 e 48% maiores nas amostras recolhidas junto à estrada do que as de fundo urbano no verão e inverno, respetivamente. A fração grosseira e o PM0,5 apresentaram concentrações mais elevadas no verão do que no inverno devido às condições climatéricas pouco usuais. No verão, as amostragens decorreram num mês em que as temperaturas foram muito elevadas e em que ocorreram vários episódios de intrusão de poeira africana. Durante o período de amostragem de inverno, as temperaturas foram muito baixas e registaram-se vários dias de precipitação quer sob a forma de chuva, quer sob a forma de neve. As situações meteorológicas sinóticas mais comuns, incluindo aquelas que causam o transporte de massas de ar com poeiras Africanas, foram identificadas em ambas as estações do ano. As concentrações mássicas de PM10, EC e OC foram encontrados predominantemente na fração de tamanho ultrafino em ambos os locais de amostragem e estações do ano. Nas restantes frações não se observou nenhuma tendência sazonal. O carbono orgânico secundário (SOC) mostrou um claro padrão sazonal, com concentrações muito mais elevadas no verão do que no inverno, em ambos os lugares. A partir do balanço mássico de iões, observou-se que, no verão, a formação de compostos inorgânicos secundários (SIC) conduziu a um enriquecimento pouco comum de Ca2+ na fração submicrométrica, quer nas amostras de tráfego, quer em fundo urbano. Os alcanos, PAHs, os álcoois e os ácidos foram as classes de compostos orgânicos identificados e quantificados no material particulado. Globalmente, representaram 0,26 e 0,11 μg m−3 no verão e inverno, respetivamente, no local de tráfego e 0,28 e 0,035 μg m−3 na área urbana de fundo. Os diferentes compostos orgânicos também apresentaram padrões sazonais, sugerindo fontes de emissão (e.g. escapes dos veículos e fontes biogénicas) ou processos de formação com contribuições variáveis ao longo do ano. As concentrações de benzoapireno equivalente foram menores que 1 ng m-3 e o risco carcinogénico estimado é baixo. No verão, os maiores enriquecimentos de metais ocorreram na fração submicrométrica, e no inverno na fração grosseira. No verão, os enriquecimentos foram ≥ 80% para o Mn, Ni, Cu, Zn, Cd, Sb e Co, no inverno, estes traçadores de emissões do tráfego foram menores, exceto para o Zn. Em Lisboa, a concentração média de PM10 foi de 48 μg m-3 no verão e de 44 μg m-3 no inverno, junto à estrada. Na área de fundo urbano, registaram-se níveis comparáveis nas duas estações (27 μg m-3 e 26 μg m-3). A média do rácio PM2,5/PM10 foi de 65% no verão e 44% no inverno na área de tráfego e 62% e 59% na área urbana de fundo. Estes resultados significam que o PM2,5 é um dos principais contaminantes que afetam a qualidade do ar no centro da cidade de Lisboa. A relação OC/EC, que reflete a composição das emissões de combustão dos veículos, variou entre 0,3 e 0,4 no interior do túnel. Os rácios de OC/EC mínimos obtidos junto às vias de tráfego em Madrid e em Lisboa encontram-se entre os do túnel e os registados em atmosferas urbanas de fundo, sugerindo que os valores mínimos habitualmente obtidos para este parâmetro em ambientes urbanos abertos sobrestimam as emissões diretas de OC pelo transporte rodoviário. Espera-se que os resultados deste trabalho contribuam para suprir, pelo menos em parte, as lacunas de informação quer sobre a composição de várias granulometrias de PM, quer sobre fontes e processos de formação em atmosferas urbanas. Como a exposição a poluentes do ar ultrapassa o controle dos indivíduos e exige ação das autoridades públicas a nível nacional, regional e até mesmo internacional, é importante propor medidas mitigadoras focadas nas principais fontes de emissão identificadas.

Metais em águas e sedimentos da plataforma dos Açores

A presente tese tem por objetivo principal contribuir para o conhecimento da geoquímica sedimentar da zona oceânica da crista da Terceira e montanhas submarinas a sul (região entre 29-39ºN e 27-32ºW), integrando também a caraterização dos metais e nutrientes na coluna de água e propondo concentrações para servirem de referência nesta região do Atlântico Central. Para o efeito foram realizadas amostragens na coluna de água em sete locais e de sedimento em cinco locais, durante a campanha oceanográfica designada por EMEPC/AÇORES/G3/2007 a bordo do navio SV Kommandor Jack, no âmbito do projeto da Estrutura de Missão para a Extensão da Plataforma Continental (EMEPC). Os perfis de CTD da coluna de água na região estudada revelam a presença de massas de água distintas: a Western North Atlantic Central Water (WNACW), a Eastern North Atlantic Central Water tropical (ENACWt), a Eastern North Atlantic Central Water polar (ENACWp), a Mediterranean Overflow Water (MOW), a Deep Mediterranean Water (DMW) e a North Eastern Atlantic Deep Water (NEADW). Observou-se nos perfis de temperatura e salinidade, referentes aos primeiros 200 m da coluna de água, um gradiente meridional negativo entre as estações localizadas na crista da Terceira e as estações localizadas mais a sul. Observou-se nas águas superficiais valores de oxigénio dissolvido de 93% e de pH de 8,1, assim como que as concentrações dos nutrientes NOx, PO4 e SiO2 variam de acordo com a atividade biológica, tendo-se registado concentrações medianas mais baixas, respetivamente de 6,5, 0,23 e 1,3 mol L-1, que aumentam com a profundidade devido à ausência de produção primária (respetivamente 31, 1,4 e 22 mol L-1). As concentrações de NH4 e de SO4 não variam significativamente nas massas de água, sendo os valores medianos mínimos e máximos de 0,69 a 0,79 mol L-1 para o NH4 e de 30 a 32 mol L-1 para o SO4. São propostas concentrações de referência para as massas de água, para os elementos cobre, cádmio, chumbo e arsénio. Os perfis de sedimento analisados permitem distinguir os sedimentos na crista da Terceira (core A) dos restantes (cores B a E). A grande variabilidade textural encontrada no core A, que contrasta com os outros cores analisados, deve-se a importantes contribuições terrígenas, originadas pela erosão sub-aérea e pela atividade vulcânica das ilhas próximas. iv resumo (continuação) A análise mineralógica, efetuada à fração areia e à fração fina (< 63 μm), confirma que os sedimentos do core A derivam de rochas vulcânicas formadas maioritariamente por piroxenas, olivinas, anfíbolas, biotite, alterites e ainda calcite, plagióclase e magnetite, tendo-se identificado ao microscópio a glauconite e o vidro vulcânico. De acordo com a composição química destes minerais o core A apresenta valores mais elevados de Al, Fe, K, P, Mg, Si, Na, Zn, V, Cr e Mn relativamente aos cores B a E. Os cores B a E apresentam grandes quantidades de calcite (>80%) formada maioritariamente por foraminíferos e nanoplâncton calcário (cocolitóforos). A fração areia confirma a composição maioritariamente carbonatada com grande abundância de material biogénico formado por oozes de foraminíferos (planctónicos e bentónicos) com raras espículas de espongiários e restos de conchas. Os cores B a E apresentam valores muito mais elevados que o core A para os elementos Ca e Sr. Os resultados para o Al, Fe, K, P, Si, Na, As, Cu, Ni, Zn, V, Cr, Li, Pb, Cd e Co presentes nos locais B, C, D e E sugerem que estes cores são comparáveis aos sedimentos de fundo carbonatados. Propõe-se concentrações de referência para a região do Atlântico compreendida entre 29-39ºN e 27-32ºW considerando a primeira camada colhida em cada core. Para o core A as concentrações são normalizadas a 5% de Al e CaCO3, enquanto que para os cores B a E são normalizadas a 2% de Al e CaCO3. Assim as concentrações de referência para o core A são: As – 18 mg kg-1, Cr – 91 mg kg-1, Cu – 127 mg kg-1, Ni – 84 mg kg-1, Pb – 41 mg kg-1, Hg – 41 ng g-1 e Zn – 482 mg kg-1. Para os cores B a E as concentrações de referência são: As – 3 mg kg-1, Cr – 10 mg kg-1, Cu – 36 mg kg-1 Ni – 12 mg kg -1, Hg – 3 ng g-1 e Zn – 20 mg kg-1. Para os restantes metais as concentrações de referência para o core A são: Al – 9%, Si – 25%, Fe – 6%, Ca – 13%, K – 2%, Mg – 2%, Na – 3%, P – 0,4%, Sr – 900 mg kg-1, Li – 10 mg kg-1, Mn – 1200 mg kg-1, Ba – 700 mg kg-1 e V – 140 mg kg-1. Para os cores B a E as concentrações de referência são: Al – 0,9%, Si – 2%, Fe – 0,2%, Ca – 95%, K – 0,3%, Mg – 0,4%, Na – 0,3%, P – 0,04%, Sr – 2600 mg kg-1, Li – 5 mg kg-1, Mn – 240 mg kg-1, Ba – 345 mg kg-1, Co – 2 mg kg-1 e V – 6 mg kg-1. Os resultados da presente tese constituem um contributo para a caraterização geoquímica da região e podem servir de referência à monitorização futura do mar dos Açores e montes submarinos a sul.

Hydrological modelling of Maranhão and Pracana Basins, a first approach

Modelling the hydrology of hydrographic basins has shown itself as a useful tool in environment management. The hydrological models can be used for multiple purposes: estimate runoff from sequences of rainfall, access stream water quality, quantify the diffuse pollution that reaches water masses such as estuaries, rivers and lakes, etc. This study has as final objective to simulate and analyse the flow, sediment transport and water quality as a function of landuse and soil type in the basins of Maranhão and Pracana. The modelling system used is SWAT, Soil Water Assessment Tool. In this first phase of the study the hydrodynamic calibration of the model was performed using measurements of average daily flows in five stations. The model compares well with the measurements; the annual average flows are similar and the majority of the measured flow peaks coincide with the model peaks.

A coleção de escultura da Faculdade de Belas Artes : a formação do gosto e o ensino do desenho

Tese de doutoramento, Belas-Artes (Desenho), Universidade de Lisboa, Faculdade de Belas-Artes, 2014

Examining Ambrosia Pollen Episodes at Poznań (Poland) Using Back-trajectory Analysis

The pollen grains of Ambrosia spp. are considered to be important aeroallergens in parts of southern and central Europe. Back-trajectories have been analysed with the aim of finding the likely sources of Ambrosia pollen grains that arrived at Poznań (Poland). Temporal variations in Ambrosia pollen at Poznań from 1995–2005 were examined in order to identify Ambrosia pollen episodes suitable for further investigation using back-trajectory analysis. The trajectories were calculated using the transport model within the Lagrangian air pollution model, ACDEP (Atmospheric Chemistry and Deposition). Analysis identified two separate populations in Ambrosia pollen episodes, those that peaked in the early morning between 4 a.m. and 8 a.m., and those that peaked in the afternoon between 2 p.m. and 6 p.m.. Six Ambrosia pollen episodes between 2001 and 2005 were examined using backtrajectory analysis. The results showed that Ambrosia pollen episodes that peaked in the early morning usually arrived at Poznań from a southerly direction after passing over southern Poland, the Czech Republic, Slovakia and Hungary, whereas air masses that brought Ambrosia pollen to Poznań during the afternoon arrived from a more easterly direction and predominantly stayed within the borders of Poland. Back-trajectory analysis has shown that there is a possibility that long-range transport brings Ambrosia pollen to Poznań from southern Poland, the Czech Republic, Slovakia and Hungary. There is also a likelihood that Ambrosia is present in Poland, as shown by the arrival of pollen during the afternoon that originated primarily from within the country.

Examining High Magnitude Grass Pollen Episodes at Worcester, United Kingdom, Using Back-Trajectory Analysis

Trajectory analysis is a valuable tool that has been used before in aerobiological studies, to investigate the movement of airborne pollen. This study has employed back-trajectories to examine the four highest grass pollen episodes at Worcester, during the 2001 grass pollen season. The results have shown that the highest grass pollen counts of the 2001 season were reached when air masses arrived from a westerly direction. Back-trajectory analysis has a limited value to forecasters because the method is retrospective and cannot be employed directly for forecasting. However, when used in conjunction with meteorological data this technique can be used to examine high magnitude events in order to identify conditions that lead to high pollen counts.

Long-range Transport of Ambrosia Pollen to Poland

The long-range transport of Ambrosia pollen to Poland is intermittent and mainly related to the passage of air masses over the Carpathian and Sudetes mountains. These episodes are associated with hot dry weather, a deep Planetary Boundary Layer (PBL) in the source areas and winds from the south. Such episodes can transport significant amounts of Ambrosia pollen into Poland. The study investigates Ambrosia pollen episodes at eight sites in Poland during the period 7th to 10th September 2005, by examining temporal variations in Ambrosia pollen and back-trajectories. PBL depths in the likely source areas were calculated with the Eta meteorological model and evaluated against the mountain heights. Considerable amounts of Ambrosia pollen were recorded at several monitoring sites during the night or early in the morning of the investigated period. Trajectory analyses shows that the air masses arriving at the Polish sites predominantly came from the south, and were in the Czech Republic, Slovakia and Hungary the previous day indicating these countries as potential source areas. We have shown the progress of Ambrosia plumes into Poland from the south of the country, probably from Slovakia and Hungary, and demonstrated how Lagrangian back-trajectory models and meteorological models can be used to identify possible transport mechanisms of Ambrosia pollen from potential source regions.

Are the Birch Trees in Southern England a Source of Betula Pollen for North London?

Birch pollen is highly allergenic. Knowledge of daily variations, atmospheric transport and source areas of birch pollen is important for exposure studies and for warnings to the public, especially for large cities such as London. Our results show that broad-leaved forests with high birch tree densities are located to the south and west of London. Bi-hourly Betula pollen concentrations for all the days included in the study, and for all available days with high birch pollen counts (daily average birch pollen counts >80 grains/m3), show that, on average, there is a peak between 1400 hours and 1600 hours. Back-trajectory analysis showed that, on days with high birch pollen counts (n=60), 80% of air masses arriving at the time of peak diurnal birch pollen count approached North London from the south in a 180 degree arc from due east to due west. Detailed investigations of three Betula pollen episodes, with distinctly different diurnal patterns compared to the mean daily cycle, were used to illustrate how night-time maxima (2200–0400 hours) in Betula pollen counts could be the result of transport from distant sources or long transport times caused by slow moving air masses. We conclude that the Betula pollen recorded in North London could originate from sources found to the west and south of the city and not just trees within London itself. Possible sources outside the city include Continental Europe and the Betula trees within the broad-leaved forests of Southern England.

The Pannonian Plain as a Source of Ambrosia Pollen in the Balkans

This study aims to find likely sources of Ambrosia pollen recorded during 2007 at five pollen-monitoring sites in central Europe, Novi Sad, Ruma, Negotin and Nis (Serbia) and Skopje (Macedonia). Ambrosia plants start flowering early in the morning and so Ambrosia pollen grains recorded during the day are likely to be from a local source. Conversely, Ambrosia pollen grains recorded at night or very early in the morning may have arrived via long-range transport. Ambrosia pollen counts were analysed in an attempt to find possible sources of the pollen and to identify Ambrosia pollen episodes suitable for further investigation using back-trajectory analysis. Diurnal variations and the magnitude of Ambrosia pollen counts during the 2007 Ambrosia pollen season showed that Novi Sad and Ruma (Pannonian Plain) and to a lesser degree Negotin (Balkans) were located near to sources of Ambrosia pollen. Mean bi-hourly Ambrosia pollen concentrations peaked during the middle of the day and concentrations at these sites were notably higher than at Nis and Skopje. Three episodes were selected for further analysis using back-trajectory analysis. Back-trajectories showed that air masses brought Ambrosia pollen from the north to Nis and, on one occasion, to Skopje (Balkans) during the night and early morning after passing to the east of Novi Sad and Ruma during the previous day. The results of this study identified the Southern part of the Pannonian Plain around Novi Sad and Ruma as being a potential source region for Ambrosia pollen recorded at Nis and Skopje in the Balkans.

Investigating Ambrosia Pollen Episodes in Poland Using Back-Trajectory Analysis

Background: The pollen grains of Ambrosia spp. are considered to be important aeroallergens. Previous studies have shown that the long-range transport of Ambrosia pollen to Poland is intermittent and mainly related to the passage of air masses over the Carpathian and Sudetes mountains from sources to the south, e.g. the Czech Republic, Slovakia and Hungary. In this study, Ambrosia pollen counts and back-trajectories from specific episodes in 1999 and 2002 have been analysed with the aim of identifying possible new sources of Ambrosia pollen arriving at three sites in Poland. Method: The combination of Ambrosia pollen measurements (daily average and bi-hourly concentrations) and air mass trajectory calculations were used to investigate two Ambrosia pollen episodes recorded at Rzeszow, Krakow and Poznań on the 4th and 5th September 1999 and 3rd September 2002. Ambrosia pollen counts were recorded by volumetric spore traps of the Hirst design. Trajectories were calculated using the transport model within the Lagrangian air pollution model, ACDEP (Atmospheric Chemistry and Deposition). Results: The collective results of pollen measurements and back-trajectory analysis indicate plumes of Ambrosia pollen travelling up through Poland from the southeast during the investigated episodes. In 1999, the plume was first recorded at Rzeszow in Southeastern Poland during the morning of the 4th September. Its route can be followed as it passed Krakow during the afternoon of the 4th, and later on the 4th and 5th September at Poznań. Similarly, back-trajectories calculated during the morning and afternoon from Krakow and Rzeszow on the 3rd September 2002 indicates that the air masses arrived at these sites from the East or Southeast. Conclusion: This study shows the progress of Ambrosia plumes into Poland from the southeast. Ambrosia pollen release occurs mainly during the day and so a midday peak in Ambrosia pollen concentrations may indicate a local source. However, if the plume of Ambrosia pollen tracked along its northwesterly path over Poland during investigated episodes did not originate from inside Poland, then it is likely that it came from the Ukraine. This identifies a possible new source of ragweed pollen for Poland. Trajectory analysis can only show the path along which an air mass travels, not the specific source area. Further investigation could therefore include source based transport models such as 3D Eulerian atmospheric transport models.

A Mechanism For Long Distance Transport of Ambrosia Pollen From the Pannonian Plain

The pollen grains of ragweed are important aeroallergens that have the potential to be transported longdistances through the air. The arrival of ragweed pollen in Nordic countries from the Pannonian Plain canoccur when certain conditions are met, which this study aims to describe for the first time. Atmosphericragweed pollen concentrations were collected at 16 pollen-monitoring sites. Other factors included inthe analysis were the overall synoptic weather situation, surface wind speeds, wind direction and tem-peratures as well as examining regional scale orography and satellite observations. Hot and dry weatherin source areas on the Pannonian Plain aid the release of ragweed pollen during the flowering seasonand result in the deep Planetary Boundary Layers needed to lift the pollen over the Carpathian Moun-tains to the north. Suitable synoptic conditions are also required for the pollen bearing air masses tomove northward. These same conditions produce the jet-effect Kosava and orographic foehn winds thataid the release and dispersal of ragweed pollen and contribute towards its movement into Poland andbeyond.