[pt] Quatro isótopos de rádio com diferentes tempos de meia-vida existem na natureza. Em água doce, o rádio aparece adsorvido ao material particulado enquanto que na água do mar o rádio apresenta um comportamento conservativo, sendo a concentração dos diferentes isótopos de rádio governada pelos processos de diluição, advecção e difusão, bem como pelo decaimento radioativo. Os quatro isótopos naturais de rádio são traçadores extensamente utilizados para determinar taxas de mistura de águas. No presente trabalho, desenvolvido no estuário do Rio Paraíba do Sul, os isótopos de rádio de meiavida curta (224Ra e 223Ra) foram determinados usando o sistema de contagem de coincidência com tempo de retardo (RaDeCCTM). Os isótopos de meia-vida longa (226Ra e 228Ra) foram determinados pela técnica de contagem alfa e beta totais, após a dissolução da fibra de MnO2 usada para a pré-concentração do rádio. Os resultados obtidos dos isótopos de meia-vida longa (226Ra e 228Ra) indicaram que a difusão é o processo dominante de suas distribuições até a distância de 32 km em relação à costa. A distribuição dos isótopos de meia- vida curta (223Ra e 224Ra) nesta região apresentaram um coeficiente de difusão de 13,9 km2d-1 e 15,1 km(2)d(-1) para a 1ª amostragem, realizada na estação seca, e de 59,1 km(2)d(-1) e 59,5 km(2)d(-1) para a 2ª amostragem, realizada na estação chuvosa. / [en] Four radium isotopes with different half life exist in the nature. In fresh waters, the radium appears adsorbed to the particulate material while in the sea water radium presents a conservative behavior, being the concentration of different isotopes of radium governed by the processes of dilution, advection and diffusion, as well as the radioactive decay. The four natural radium isotopes are tracers extensively used to determine taxes of water mixing. In the present work, developed in the Paraíba do Sul River Estuary, the short half life radium isotopes (224Ra and 223Ra) were determined using a delayed coincidence counting system (RaDeCCTM). The isotopes of long half life (226Ra and 228Ra) were determined by the technique of total alpha counting and beta, after the dissolution of the MnO2 fiber used to pre-concentrate radium. The results obtained of isotopes of long half life (226Ra and 228Ra) had indicated that the diffusion is the dominant process of its distributions until in the distance of 32 km in relation to the coast. The distribution of isotopes of short half life (224Ra and 223Ra) in this region had presented a diffusion coefficient of 13.9 km2d-1 and 15.1 km(2)d(-1) for 1ª sampling, was made in the dry season, and of 59.1 km(2)d(-1) and 59.5 km(2)d(-1) for second sampling, was made in the rainy season.

[pt] A cidade de Atafona situada à foz do Rio Paraíba do Sul (RPS) vem sofrendo erosão em sua linha de costa por muitas décadas. Este estudo consiste em uma avaliação das taxas de sedimentação no estuário do Paraíba do Sul e suas correlações com a forte erosão que ocorre em Atafona, Rio de Janeiro. O trabalho foi baseado em quatro transetes ao longo do Estuário do rio Paraíba do Sul contendo 14 pontos de coleta. Cerca de 540 amostras de sedimentos foram obtidas em Janeiro de 2010 e Fevereiro de 2011. As taxas de sedimentação foram determinadas a partir do método da datação com 210Pb e os inventários de 210Pb foram determinados para todos os pontos de coleta. Foram aplicados dois modelos para a determinação das taxas de sedimentação: o modelo da Concentração Inicial Constante (modelo CIC) e o modelo da Razão de Suprimento Constante (modelo CRS). Os resultados da datação 210Pb foram validados com base na variação da concentração elementar ao longo de dois testemunhos. A determinação de elementos foi realizada utilizando a técnica de Espectrometria de Massa com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-MS). A análise multivariada de dados foi aplicada através da análise de fatores principais (AFP) e análise hierárquica de cluster (AHC) a fim de obter informações que traduzam quantitativamente a composição dos sedimentos descrevendo a região. Os inventários de 210Pb determinados nos pontos de coleta, localizados ao sul do rio Paraíba do Sul (RPS), foram maiores do que os determinados nos pontos de coleta localizados ao centro e ao norte da saída do rio. O valor médio do inventário obtido nos pontos de coleta ao sul da foz do RPS foi de 1,0 Bq cm-2, muito superior ao valor médio obtido nos pontos situados ao norte da foz do rio, com valor de 0,16 Bq cm-2, indicando que os sedimentos são transportados na direção sul da foz do RPS, ao longo da costa com as correntes de deriva existentes nesta direção. A taxa de acumulação estimada para as camadas mais profundas foi de 0,06 g cm-2 ano-1. Essa taxa representa um valor base para a taxa de acumulação de sedimentos para o período anterior a 1950. As taxas de acumulação obtidas para o período mais recente variaram de 0,2 g cm-2 ano-1 nos pontos situados ao norte e ao centro a 0,6 g cm-2 ano-1 nos pontos situados ao sul da foz do RPS. Observou-se que as concentrações de Cr, Cu, Cd e Zn aumentaram significativamente a partir dos anos oitenta que, coincide com a época do acidente ocorrido com a Cia. de Paraibuna Metais em 1982. Uma das consequências nas mudanças no uso da terra e do represamento de rios é a mudança na natureza dos sedimentos que chegam e se depositam no delta do RPS. A normalização da concentração dos metais pelo alumínio pode ajudar a traçar tais mudanças, principalmente com elementos de origem distinta, como Ca e Mg. Através da curva obtida entre razão a Mg/Al e as idades das camadas sedimentares pode-se observar uma forte mudança no período entre 1962 e 1988. Foram identificados quatro fatores através da AFP traduzindo quatro fases do sedimento: duas representando a matriz, uma representando os carbonatos e a outra representando os sulfetos. / [en] The city of Atafona, situated at Paraíba do Sul Estuary, has been suffering erosion in its coastline for decades. This study is an evaluation of sedimentation rates in the Paraíba do Sul estuary and its correlation with the strong erosion that occurs in Atafona city, Rio de Janeiro, Brazil. We performed four transects along Paraíba do Sul Estuary with 14 sampling points. About 540 sediment samples were collected in January 2010 and February 2011. Sedimentation rates were determined by 210Pb dating method and inventories of 210Pb were determined for all sampling points. Two models were applied for the sedimentation rates determination: the Constant Initial Concentration model (CIC-model) and the Constant Rate of Supply model (CRS-model). The 210Pb dating results were validated based on the elemental concentration variation throughout two of the sediment cores. The elements determination was performed using the mass spectrometry with inductively coupled plasma technique (ICP-MS). The multivariate analysis were applied trough the principal factor analysis (PFA) and hierarchical cluster analysis (HAC) in order to obtain factors that may traduce quantitatively the sample composition describing the region. At sampling points located at south of the Paraiba do Sul River (PSR) mouth, 210Pb inventories were higher than those at the northern and central sampling locations. The inventory average obtained at south was 1.0 Bq cm-2, much higher than those located at north of the river mouth, with a mean value 0.16 Bq cm-2, indicating that the sediments are transported southward by the alongshore current. The accumulation rate estimated for the deeper layers was 0.06 g cm-2 yr-1, which represents a reference value of sediment accumulation rate for the period prior to 1950. Accumulation rates obtained for the most recent period ranged from 0.2 g cm-2 yr-1 in the points situated at north and center to 0.6 g cm-2 yr-1 in points located at south of RPS mouth. It was observed that Cr, Cu, Cd and Zn concentrations increased significantly from the eighties that matches with the Cia Paraibuna Metals accident occurred in 1982. A consequence of changes in land use and the damming of the river is a change in the nature of the particulates reaching the PSR delta. The normalization of elemental concentrations to aluminum could help trace these changes, particularly for elements with a distinct origin, such as Ca and Mg. The Mg/Al versus ages plot showed a strong change between 1962 and 1988. There were four factors identified that traduce four sediment phases, two of them were related to the matrix, other was related to the carbonate phase and the other representing sulfides phase.

[pt] O objetivo geral da presente Tese é analisar a morfogênese do sistema de drenagem do rio Paraíba do Sul e reconhecer os processos envolvidos na sua evolução. Para tanto, foram utilizados os seguintes procedimentos metodológicos: (i) revisão bibliográfica sobre a temática; (ii) construção de um banco de dados temáticos georreferenciados; (iii) análise morfológica e morfométricas dos sistemas de drenagem e do relevo; (iv) processamento de dados em ambiente SIG e análise dos resultados. Ao analisar a morfologia dos sistemas de drenagem na bacia hidrográfica do rio Paraíba do Sul foram identificadas zonas de convergência de drenagem ao longo da calha principal do rio, estando associadas aos grábens originados pelo tectonismo cenozoico que atingiu o planalto sudeste, sendo eles: Taubaté, Resende, Volta Redonda, Três Rios e Itaocara. Além disso, percebeu-se a ocorrência de gorges (gargantas) próximos às zonas de convergência de drenagem, o que sugere a formação de paleodivisores ao longo da bacia. Foram extraídos perfis normalizados de afluentes de drenagem que indicam que rios distantes da foz do rio Paraíba do Sul apresentam índices de concavidades elevados, indicando maior ajuste ao nível de base. Os mapas Seppômen indicam a formação de depressões topográficas ao longo do Planalto Sudeste, situados nos grábens e nas zonas de convergência de drenagem. A análise de perfis topográficos ao longo do divisor da Mantiqueira indica maior dissecação na porção nordeste e menor dissecação na porção sul, esta característica é corroborada pelos valores de chi (χ) que indicam um divisor mais próximo do equilíbrio na porção norte enquanto o divisor na porção sul está submetido à processos de migração e recuo. Com a análise dos resultados, pode-se dizer que o sistema fluvial da Bacia Hidrográfica do rio Paraíba do Sul possui uma complexa história evolutiva, herdada pela interação de esforços tectônicos e processos geomorfológicos sobre o relevo. Sua paleodrenagem era formada por sistemas fluviais endorreicos que convergiam na direção das depressões do relevo formadas com a consolidação do Rift Continental do Sudeste do Brasil. Esta afirmação é comprovada por três evidências: (i) a ocorrência de drenagens inversas ao canal principal do rio Paraíba do Sul; (ii) Perfis de drenagens muito ajustados ao nível de base distantes da foz; (iii) a formação de zonas topográficas deprimidas interrompidas por elevações observados no mapa Seppômen. A evolução do sistema de drenagem da área de estudo se deu por meio de erosão remontante a partir de capturas fluviais sobre o planalto sudeste brasileiro. Estes mecanismos de erosão remontante e capturas fluviais dissecaram os paleodivisores e criaram vagas erosivas que incorporaram, uma a uma, os sistemas fluviais endorreicos do RCSB ao Oceano Atlântico. O sistema de capturas e o pulso erosivo do rio Paraíba do Sul atingiu o divisor da Serra da Mantiqueira inicialmente a norte, através do rio Pomba, e avançou sobre o planalto sudeste incorporando sistemas de drenagem endorréicos por meio de capturas de drenagem até configurar o sistema de drenagem atual. / [en] The main objective of this Thesis is to analyze the morphogenesis of the Paraíba do Sul River drainage system and to recognize the processes involved in its evolution. For that, the following methodological procedures were used: (i) bibliographic review about the theme; (ii) construction of a georeferenced thematic database; (iii) morphological and morphometric analysis of drainage and relief systems; (iv) data processing in a GIS environment and analysis of results. Analyzing the morphology of the drainage systems in the Paraíba do Sul river basin, drainage convergence zones were identified along the main river channel, being associated with the grays originated by the cenozoic tectonism that reached the southeast plateau, being: Taubaté, Resende, Volta Redonda, Três Rios and Itaocara. The occurrence of gorges (gorges) near the drainage convergence zones was noticed, which suggests the formation of paleodividers along the basin. Standardized profiles of drainage tributaries were extracted, indicating that rivers distant from the mouth of the Paraíba do Sul River have high concavity indexes, indicating greater adjustment at the base level. Seppômen maps indicate the formation of topographic depressions along the Southeast Plateau, located on the slopes and in the drainage convergence zones. These depressions occur at the Cenozoic grabens along the southeast plateau. Analysis of topographic profiles along the divider of Mantiqueira indicates greater dissection in the northeast portion and lesser dissection in the southern portion, this characteristic is corroborated by the chi (χ) values that indicate a divider closer to balance in the northern portion while the divider in the southern portion is submitted to migration and retreat processes. With the analysis of the results, it can be said that the river system of the Paraíba do Sul River Basin has a complex evolutionary history, inherited by the interaction of tectonic efforts and geomorphological processes on the relief. Its paleodrainage was formed by endorheic river systems that converged in the direction of the relief depressions formed with the consolidation of the Continental Rift of Southeast Brazil. This statement is supported by three evidences: (i) occurrence of reverse drains to the main channel of the Paraíba do Sul River; (ii) Drainage profiles very adjusted to the base level far from the mouth; (iii) formation of depressed topographic zones interrupted by elevations observed in the Seppômen map. The evolution of the drainage system in the study area was achieved through eroding erosion from river catches over the southeastern Brazilian plateau. Mechanisms of remounting erosion and river catches dissected the paleodividers and created erosive waves that incorporated, one by one, the RCSB s endorheic river systems into the Atlantic Ocean. The capture system and the erosive pulse of the Paraíba do Sul River reached the Serra da Mantiqueira divider initially to the north, through the Pomba River, and advanced over the southeast plateau incorporating endorheic drainage systems by means of drainage catches until the system was configured. current drainage.