Feasibility study on multifunctional artificial reefs for the Azores

Tese de Doutoramento, Geografia (Ordenamento do Território), 25 de Novembro de 2013, Universidade dos Açores.

Origin and evolution of coastal talus-platforms (fajãs) with pond systems in oceanic volcanic islands

Dissertação de Mestrado, Geologia do Ambiente e Sociedade, 15 de Fevereiro de 2016, Universidade dos Açores.

Cartografia e avaliação geotécnica de blocos rochosos em plataformas costeiras (Gaia, NW Portugal)

Mestrado em Engenharia Geotécnica e Geoambiente

Caracterização geomorfológica e modelagem de dados espaciais na plataforma continental rasa do RN nos limites da folha Touros

This work focuses the geomorphological characterization and spatial data modeling in the shallow continental shelf within the Folha Touros limits (SB-25-CV-II), based on bathymetric data analysis and remote sensing products interpretation. The Rio Grande do Norte state is located in northeastern Brazil and the work area is located at the transition region between the eastern and northern portions of their coast. The bathymetric surveys were conduced between march and may 2009, using a 10 meters long vessel and 0.70 meters draught, equipped with global positioning system and echo sounder (dual beam, 200KHz , 14°). The fieldwork resulted in 44 bathymetric profiles espaced 1.5 km and 30 km average length. The bathymetric data amount were 111,200 points and were navigated 1395.7 km within na area about 1,850 km2. The bathymetric data were corrected for the tide level, vessel draught and were subsequently entered into a geographic information system for further processing. Analysis of remote sensing products was carried out using Landsat 7/ETM + band 1, from november 1999. The image was used for visualization and mapping submerged features. The results showed the presence of geomorphological features within the study area. Were observed, from the analysis of local bathymetry and satellite image, seven types of geomorphological features. The channels, with two longitudinals channels (e. g. San Roque and Cioba channels) and other perpendicular to the coast (e. g. Touros, Pititinga and Barretas). Coastal reef formations (Maracajaú, Rio do Fogo and Cioba). Longitudinal waves, described in the literature as longitudinal dunes. The occurrence of a transverse dune field. Another feature observed was the oceanic reefs, an rock alignment parallel to the coast. Were identified four riscas , from north to south: risca do Liso, Gameleira, Zumbi, Pititinga (the latter being described for the first time). Finally, an oceanic terrace was observed in the deepest area of study. Image interpretation corroborated with the in situ results, enabling visualization and description for all features in the region. The results were analysed in an integrating method (using the diferent methodologies applied in this work) and it was essential to describe all features in the area. This method allowed us to evaluate which methods generated better results to describe certain features. From these results was possible to prove the existence of submerged features in the eastern shallow continental shelf of Rio Grande do Norte. In this way, the conclusions was (1) this study contributed to the provision of new information about the area in question, particularly with regard to data collection in situ depths, (2) the method of data collection and interpretation proves to be effective because, through this, it was possible to visualize and interpret the features present in the study area and (3) the interpretation and discussion of results in an integrated method, using different methodologies, can provide better results

Estudos morfotectônicos aplicados à planície costeira do Rio Grande do Sul e adjacências

A Província Costeira do Rio Grande do Sul representa a porção emersa da Bacia de Pelotas, uma bacia marginal da Plataforma Sul Americana desenvolvida em resposta aos processos que levaram à ruptura do Supercontinente Gondwana e subseqüente abertura do Oceano Atlântico sul. Neste trabalho, a evolução morfotectônica desta Província foi investigada a partir da análise de bases cartográficas disponíveis, de imagens de sensores remotos, além da leitura crítica de uma ampla base documental existente, as quais permitiram delinear a contribuição neotectônica a este domínio. A evolução geodinâmica da Bacia de Pelotas, iniciada no Neo-Jurássico / Paleo-Cretáceo, tem seu máximo evolutivo no Mioceno, quando uma extensiva denudação na área continental propiciou um máximo de sedimentação. Os registros diretamente relacionados à Província Costeira do Rio Grande do Sul correspondem à seqüência superior desta Bacia, cujas idades estimadas são do Plioceno ao Recente. A análise morfotectônica efetuada compreendeu uma fase regional (primeira etapa da pesquisa), correspondente à contextualização dos aspectos geológicos, geomorfológicos e geofísicos da Província Costeira como um todo; nesta etapa, os elementos geomorfológicos foram identificados e hierarquizados segundo três sistemas de relevo, quatro regiões geomorfológicas e nove unidades de relevo. A segunda fase da pesquisa foi centrada na análise da rede de drenagem, sendo esta normalmente considerada uma ferramenta adequada à identificação dos sítios preferenciais à materialização da deformação neotectônica; a caracterização de padrões e anomalias da rede de drenagem e de canais fluviais, aliada à análise dos demais elementos do relevo, produziu um conjunto de elementos geomórficos que são usualmente relacionados à atividade neotectônica (segmentação de canais fluviais, cotovelos de captura, facetas trapezoidais e triangulares, etc.) A partir desta análise regional, foi escolhida a região circunvizinha a Porto Alegre para detalhamento, à qual foram preferencialmente direcionados os trabalhos de campo. Neste trabalho, estamos propondo uma complexa história neotectônica para esta área, tendo sido reconhecidos três macro-elementos morfotectônicos, discutidos como o Sistema de Falhas Coxilha das Lombas e a Bacia de Porto Alegre (ambos já reconhecidos por autores prévios) e o Lineamento Jacuí – Porto Alegre (introduzido neste trabalho); este Lineamento foi considerado o principal responsável por várias feições marcadas na evolução geomorfológica desta região, inclusive pela segmentação da Província Costeira. A atuação da neotectônica está materializada pela existência de estruturas deformacionais impressas em registros pleistocênicos da Província Costeira (correspondentes aos sistemas laguna – barreira I e II) e pela ocorrência de eventos sísmicos (dados históricos e instrumentais) nas adjacências desta Província, nas áreas continental e plataformal dos estados de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul e da República do Uruguai. O estágio atual do conhecimento, entretanto, não permite a proposição de modelos geodinâmicos que incorporem a contribuição neotectônica de maneira sistemática, visto a pouca disponibilidade de dados de campo, assim como a quase absoluta inexistência de dados sobre o comportamento tridimensional das unidades constituintes da Província Costeira Sul-riograndense. São sugeridas, portanto, campanhas sistemáticas de campo para levantamento de dados estruturais e geofísicos nas áreas identificadas – através de análise morfotectônica prévia – como favoráveis à materialização da deformação neotectônica.

Análise da evolução costeira do litoral setentrional do estado do rio grande do norte, região sob influência da indústria petrolífera

The northern coast of Rio Grande do Norte State is characterized by strong changes in coastal morphology, caused by various geological and climatic factors. In this region are installed the main socio-economic activities of the State, highlighting the oil industry, which exerts much of its activities in the coastal area studied. Erosion is a constant problem in this region because it affects the entire local populace to the destruction of houses and trade, rendering tourism, affecting the livelihood activities and industrial activities. The greatest risk is related to environmental damage that can be caused by the oil spill in this region. To understand what determines the changes in coastal morphology this Doctoral Thesis is proposed to identify the factors at local, regional and even global corroborate coastal dynamics to this coast in question. For this study, used several different products and tools for interpreting the conditions of the erosive effect that dominates the whole northern coast of the State, in an attempt to quantify and describe the causes and effects that affect the entire coastal zone monitored. The development of activities is built into the projects Rede 05 PETROMAR (CTPETRO-FINEP/PETROBRAS/CNPq), PETRORISCO, HIDROSEMA, PETROMAR e Rede 05/04 POTMAR (FNDCT/CTPETROFINEP/ CNPq), in the activities of multidisciplinary and inter-features in issues involving environmental monitoring and oil activity

Modelagem e desenvolvimento de um banco de dados geográficos : aplicação à elaboração de mapas de sensibilidade ambiental ao derramamento de óleo na área costeira entre galinhos e São Bento do Norte-RN

The area between Galinhos and São Bento do Norte beaches, located in the northern coast of the Rio Grande do Norte State is submitted to intense and constant processes of littoral and aeolian transport, causing erosion, alterations in the sediments balance and modifications in the shoreline. Beyond these natural factors, the human interference is huge in the surroundings due to the Guamaré Petroliferous Pole nearby, the greater terrestrial oil producing in Brazil. Before all these characteristics had been organized MAMBMARE and MARPETRO projects with the main objective to execute the geo-environmental monitoring of coastal areas on the northern portion of RN. There is a bulky amount of database from the study area such as geologic and geophysical multitemporal data, hydrodynamic measurements, remote sensing multitemporal images, thematic maps, among others; it is of extreme importance to elaborate a Geographic Database (GD), one of the main components of a Geographic Information System (GIS), to store this amount of information, allowing the access to researchers and users. The first part of this work consisted to elaborate a GD to store the data of the area between Galinhos and São Bento do Norte cities. The main goal was to use the potentiality of the GIS as a tool to support decisions in the environmental monitoring of this region, a valuable target for oil exploration, salt companies and shrimp farms. The collected data was stored as a virtual library to assist men decisions from the results presented as digital thematic maps, tables and reports, useful as source of data in the preventive planning and as guidelines to the future research themes both on regional and local context. The second stage of this work consisted on elaborate the Oil-Spill Environmental Sensitivity Maps. These maps based on the Environmental Sensitivity Index Maps to Oil Spill developed by the Ministry of Environment are cartographic products that supply full information to the decision making, contingency planning and assessment in case of an oil spilling incident in any area. They represent the sensitivity of the areas related to oil spilling, through basic data such as geology, geomorphology, oceanographic, social-economic and biology. Some parameters, as hydrodynamic data, sampling data, coastal type, declivity of the beach face, types of resources in risk (biologic, economic, human or cultural) and the land use of the area are some of the essential information used on the environmental sensitivity maps elaboration. Thus using the available data were possible to develop sensitivity maps of the study area on different dates (June/2000 and December/2000) and to perceive that there was a difference on the sensitivity index generated. The area on December presented more sensible to the oil than the June one because hydrodynamic data (wave and tide energy) allowed a faster natural cleaning on June. The use of the GIS on sensitivity maps showed to be a powerful tool, since it was possible to manipulate geographic data with correctness and to elaborate more accurate maps with a higher level of detail to the study area. This presented an medium index (3 to 4) to the long shore and a high index (10) to the mangrove areas highly vulnerable to oil spill

A erosão costeira e sua influência sobre a atividade petrolífera: alternativas sustentáveis na mitigação de impactos ambientais

The study area consist in high sensitivity environments located on the northern coast of Rio Grande do Norte, Northeast Brazil. The barrier island are the main geomorphological features on the coastal landscape, being naturally instable and surrounded by industrial activities like oil fields, salt industry, shrimp farms and urban areas sometimes installed parallel to the coast, combined with coast engineering interventions. High energy hydrodynamic process are responsible for the morphological instability of the coast. The study was based on remote sensing data obtained between 1954 and 2007 which consist in orbital images from Landsat, CBERS and Ikonos satellites and aerial photos. With all data integrated on GIS environment it was possible to update thematic maps of geology, geomorphology, vegetation, soil and landuse and development of multitemporal maps pointing areas with erosion and depositions of sediments, defining the critical erosion process on this region. The bigger morphological changes are related to changes on wind patterns during the year, terrestrial and sea breezes during the day, with spits and barrier island migration, opening and closing of channels like the one parallel to the coast on the area of Serra and Macau oil fields. These factors combined with the significant reduction on sediment budgets due to the loss of natural spaces to sediment reworking contribute to the low resilience which tends to be growing on the area of Serra and Macau oil fields. In front of such scenery a detailed monitoring was done in order to find technological possibilities for coastal restoration. A pilot area was defined to start the project of mangrove restore together with beach nourishment in order to minimize the effect of the erosion caused by the channel parallel to the coast, contributing to stabilize the northeast channel as the main one. It s expected that such methodology will aid the coastal environments restoration and the balance between industrial activities and coastal erosion

Vulnerabilidade ambiental da zona costeira de Pititinga, Rio do Fogo, Rio Grande do Norte

This work presents a study on the environmental vulnerability of the coastal region of Pititinga, Rio do Fogo/RN. The coastal erosion of Pititinga beach was analyzed and considerated as one more process that produces environmental vulnerability in the area of study, taking into account its human and natural environment and establishing the relation between them, to understand the arrangement that produced its spatial configuration. The natural environment was expressed by thematics maps with geology, geomorphology, vegetation and soil themes, while the human environment was expressed by the use and occupation of the soil map. The coastal erosion was put in an erosion vulnerability map. The methodological procedure to generate the thematics maps, vulnerability maps and of the erosion coastal involved the bibliographic research, field visits with check-list form fill, collect and analysis of sediment sample, photo-interpretation techniques, integration of the information in a database, data store and spatial analysis in a Geographic Information System (GIS) ambient. The natural vulnerability map shows a predominancy of environments with low (29,6%) or medium (42,4%) vulnerability, pointed the frontal and mobile dune as the areas with the highest vulnerability. The environmental vulnerability map, presents a predominancy of environments with low vulnerability (53,8%), with the high vulnerability concentrated on Pititinga community. The coastal erosion vulnerability presented distinct behaviors on three sections among the coastal line according each one characteristics. Where there are frontal and transgressive dunes, vulnerability are, generally, medium or low, respectively, and in the absence of them, as what occurs in Pititinga community, the vulnerability is predominately very high

Mapeamento da sensibilidade ambiental a derramentos de óleo para a região costeira de São Sebastião e Caraguatatuba, litoral norte de São Paulo (SP), com uso de modelagem em SIG de sistema especialista baseado em conhecimento e árvore de decisão

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Morfodinâmica costeira e o uso da orla oceânica de Salinópolis (Nordeste do Pará)

Os aspectos morfodinâmicos relacionados à erosão ou acresção da linha de costa são alguns dos assuntos analisados na gestão das zonas costeiras que vêem sendo tratada em todo mundo no sentido de monitorar e proteger essas zonas. Esta tese objetiva analisar o comportamento da morfodinâmica costeira de Salinópolis, relacionando-o ao uso da orla oceânica. A área de estudo foi compartimentada em três setores: Oeste (praias da Corvina e do Maçarico), Central (praia do Farol Velho) e Leste (praia do Atalaia). A metodologia consistiu na: (a) aquisição e tratamento de imagens multitemporais (1988-2001-2013) do satélite Landsat 5 TM, 7 ETM e 8 OLI; (b) aplicação de entrevistas/questionários com banhistas, (c) aquisição de dados de campo durante as estações chuvosa (26, 27, 28/04/2013) e menos chuvosa (04, 05, 06/10/2013); e (d) análise laboratorial para o tratamento dos dados adquiridos em campo (topografia das praias estudadas, amostragem de sedimentos superficiais das mesmas e com o uso de armadilhas, e medições oceanográficas de ondas, marés, correntes e turbidez). Foram feitas as representações gráficas dos perfis topográficos das praias, calculados os parâmetros estatísticos granulométricos de Folk & Ward (1957), as taxas do transporte sedimentar nas praias e os parâmetros morfométricos de Short & Hesp (1982), estes últimos foram calculados com o intuito de relacioná-los aos estados morfodinâmicos de praias propostos por Wright & Short (1984) e Masselink & Short (1993). Para a classificação da costa oceânica de Salinópolis em termos de uso e ocupação foi utilizado o decreto nº 5.300 de 7 de dezembro de 2004. A partir das pesquisas sobre a urbanização na costa e das obras situadas nos ambientes costeiros foi utilizada uma matriz proposta por Farinaccio & Tessler (2010) que lista uma série de impactos ambientais, e o quadro de geoindicadores do comportamento da linha de costa proposto por Bush et al. (1999), para a identificação de locais com vulnerabilidade à erosão ou acresção. Para as condições oceanográficas em cada praia e periculosidade ao banho nas mesmas, foram integralizados os dados de ondas, de correntes, de morfodinâmica praial e questionários aplicados com banhistas. Atualmente, a orla oceânica de Salinópolis possui diferentes características quanto à utilização e conservação, abrangendo desde a tipologia de orlas naturais (Classe A) até orlas com urbanização consolidada (Classe C). A primeira ocorre nos extremos da área de estudo e, a segunda, na região da sede municipal. Quatro tipos de praias foram identificados segundo a exposição marítima e o grau das condições oceanográficas: tipo 1 (Maçarico), tipo 2 (Corvina), tipo 3 (Farol Velho) e tipo 4 (Atalaia). O trecho de costa com maiores impactos ambientais e com elevada erosão costeira localiza-se na praia do Farol Velho. O grau de periculosidade ao banho foi de 4 (praia do Maçarico) a 7 (praia do Atalaia) – médio a alto grau de risco. As praias de Salinópolis apresentam declives suaves (< 1,5°), grandes variações na linha de costa entre as estações do ano (9,6 a 88, 4 m) e volume sedimentar variável dependendo do grau de exposição das praias ao oceano aberto. Predominou o estado morfodinâmico dissipativo (Ω>5,5) para estas praias, mas com ocorrência do estado de banco e calha longitudinais (4,7<Ω<5,5) no setor oeste. As macromarés na área de estudo apresentaram altura máxima de 5,3 m (Setor Central, durante a estação menos chuvosa) e mínima de 4 m no mesmo setor, durante a estação chuvosa. As correntes longitudinais foram mais intensas no setor leste (>0,45 m/s) durante as duas estaçoes do ano. As alturas de ondas foram também maiores no setor leste (máximo de 1,05 m durante a maré enchente na estação menos chuvosa) e os períodos de ondas foram mais curtos (<4,5 s) no setor oeste. A média granulométrica obtida dos sedimentos coletados na face praial apresentou escala mais freqüente entre 2,6 a 2,8 phi, indicando a predominância de areia fina. O grau de seleção predominante dos sedimentos foi de 0,2 a 0,5 phi (muito bem selecionados e bem selecionados), e da assimetria foi de positiva (0,10 a 0,30) e de aproximadamente simétrica (-0,10 a 0,10). O grau de curtose variou desde muito platicúrtica (<0,67) a muito leptocúrtica (1,50 a 3,00). Foram observados eventos de acresção sedimentar da estação chuvosa a menos chuvosa. De 22/07/1988 a 28/08/2013 (25 anos) também houve predomínio de acresção, onde o avanço médio linear da linha de costa foi de 190,26 m. O recuo médio linear obtido para toda área de estudo foi de -42,25 m. Áreas com maior erosão são pontuais: divisas das praias da Corvina e Maçarico, e Farol Velho e Atalaia. Os traps portáteis indicaram uma maior quantidade de sedimentos transportados longitudinalmente na estação menos chuvosa (Mín. 280 g/m³: enchente, setor oeste; Máx. 1098 g/m³: vazante, setor leste). Nos traps de espraiamento, o balanço entre a quantidade de sedimentos entrando e saindo nas praias foi menor no setor central (Mín. 80 g/m³: vazante, estação menos chuvosa; Máx. 690 g/m³: enchente, estação menos chuvosa). A circulação costeira sedimentar é proveniente, principalmente, do efeito das marés, com direção governada pela enchente e vazante dos rios que atravessam a costa. Os dados indicam o transporte longitudinal de sedimentos da ilha de Atalaia e rio Sampaio para o setor oeste e as margens das faixas praiais.

Geomorfologia e quaternário do rio Vaza-Barris, Nordeste, Brasil

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Utilização de métodos acústicos em estudos de dinâmica costeira: exemplo na desembocadura lagunar de cananéia

Em função de suas condições de interface entre águas doces e salinas, desembocaduras estuarinas e lagunares constituem sistemas geomorfológicos altamente complexos e dinâmicos. Como conseqüência da variabilidade espacial e temporal dos fluxos de maré, o leito responde com uma grande variabilidade nas características morfológicas e sedimentares. Neste sentido, é possível relacionar diretamente a circulação de fundo e o transporte sedimentar com as feições submersas geradas. Perfis de ecossondagem, sonar de varredura lateral e sísmica de alta resolução, executados na desembocadura lagunar de Cananéia, revelaram a existência de uma dinâmica de fundo extremamente complexa, caracterizada por marcas onduladas e ondas de areia de alturas métricas. As maiores ondas de areia, localizadas em uma depressão na desembocadura lagunar, apresentam inversão de polaridade em sua assimetria, com a presença de ondas simétricas de grande tamanho no ponto de inversão. Este padrão morfológico não apresenta variação temporal em escala anual, sugerindo a persistência de um padrão de fluxos sobre o leito. Esta dinâmica revela, também, a constância de fluxos convergentes que aparentemente independem das condições de maré enchente ou vazante. Os resultados permitiram o estabelecimento de um primeiro modelo qualitativo de circulação de fundo na área, com aplicações potenciais na navegação e estudos de proteção da costa.

Mercúrio total em cabelo de crianças de uma população costeira, Cananéia, São Paulo, Brasil

Os níveis de mercúrio (Hg) total em cabelos estão diretamente relacionados à alimentação, particularmente ao consumo de peixes por populações costeiras com grande representação caiçara. No presente estudo foram avaliados os níveis de mercúrio total em cabelos de crianças com idade entre 4 e 12 anos, pertencente a três escolas públicas da cidade de Cananéia, São Paulo, Brasil. Os resultados obtidos (mediana e intervalo) para mercúrio total foram de: 0,04mg.kg-1 (0,01-0,77mg.kg-1), 0,39mg.kg-1 (< 0,01-3,33mg.kg-1) e 0,39mg.kg-1 (< 0,01-2,81mg.kg-1) considerando as escolas ES1, ES2 e ES3, respectivamente. Em geral, os valores encontrados estiveram bem abaixo do valor preconizado pela Organização Mundial da Saúde para uma população adulta não exposta ao mercúrio (2,0mg.kg-1). Os baixos valores observados e a inexistência de valores de referência para mercúrio total em cabelos de crianças brasileiras possibilitam a consideração desses valores como possível referência nacional em cabelos de populações costeiras, uma vez que foram obtidos em região de baixo impacto ambiental.