Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas, Programa de Pós-Graduação em Geografia, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T03:41:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 282705.pdf: 28136334 bytes, checksum: 97cfcd22c192382c98079c49e11360f8 (MD5) / A praia dos Naufragados, situada no extremo sul da Ilha de Santa Catarina, constitui-se em uma típica praia arenosa (areia fina) de enseada sob regime de micromarés. Estas praias caracterizam-se como ambientes extremamente ativos, apresentando diferentes estágios morfodinâmicos, sobretudo, devido aos gradientes longitudinais de energia hidrodinâmica. Neste sentido, o objetivo principal desta pesquisa foi a setorização morfodinâmica do arco praial dos Naufragados, através de análises bidimensionais e tridimensionais, propiciadas pela aplicação de técnicas acuradas de coleta de dados (levantamento topográfico planialtimétrico com a utilização da estação total). Estas técnicas forneceram a exploração de novas perspectivas de abordagens através da elaboração e interpretação de Modelos Digitais do Terreno (MDT) sobre a totalidade do arco praial. As análises efetuadas nos três perfis praiais monitorados revelaram uma pequena gradação da média granulométrica dos sedimentos, diminuindo da zona de sombra para a porção mais exposta às ações da dinâmica costeira que, associadas ao caráter mais bem selecionado e mais assimetricamente negativo dos sedimentos, indicam uma leve predominância de deriva litorânea do sentido leste para oeste da praia. De acordo com os parâmetros morfológicos, morfométricos, hidrodinâmicos, granulométricos e oceanográficos analisados e, conforme o modelo sequencial evolutivo proposto pela Escola Australiana de Geomorfologia Costeira, classificou-se os três perfis monitorados na praia dos Naufragados da seguinte forma: perfil 1 - estágio morfodinâmico intermediário terraço de maré baixa; perfil 2 - variação entre estágios morfodinâmicos intermediários bancos transversais e banco e praia de cúspides; perfil 3 - estágio morfodinâmico intermediário banco e calha longitudinal. Este comportamento enquadra-se ao padrão de variação longitudinal de estágios morfodinâmicos em praias de enseada, sendo mais evidente com a realização das análises tridimensionais, que proporcionaram a delimitação de compartimentos morfológicos a partir das assembleias categóricas de cada estágio morfodinâmico de acordo com o referido modelo sequencial evolutivo. Nestes termos, identificou-se três compartimentos morfológicos ao longo do arco praial dos Naufragados: compartimento leste, compartimento central e compartimento oeste. De posse destes dados, foi efetuada a setorização morfodinâmica da praia dos Naufragados, mediante o cruzamento de informações obtidas pela determinação dos estágios morfodinâmicos e pelos compartimentos morfológicos ocorrentes ao longo do arco praial. Os setores morfodinâmicos foram limitados pela menor extensão longitudinal de cada compartimento morfológico. As áreas situadas nas zonas de sobreposição, referentes aos limites de maior extensão dos compartimentos, foram denominadas setores de transição. Portanto, a setorização morfodinâmica desenvolvida sobre o arco praial dos Naufragados, na presente pesquisa e durante o período monitorado, apresentou a ocorrência de três setores morfodinâmicos e de dois setores de transição, a saber: setor morfodinâmico 1 - praia em estágio intermediário terraço de maré baixa; setor morfodinâmico 2 - praia variando entre os estágios intermediários bancos transversais e banco e praias de cúspides; setor morfodinâmico 3 - praia em estágio intermediário banco e calha longitudinal; setor de transição 1 - entre os setores morfodinâmicos 1 e 2; setor de transição 2 - entre os setores morfodinâmicos 2 e 3.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-26T00:23:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 312808.pdf: 4869925 bytes, checksum: c32ed4d6a3d168354fc969b3f4b52609 (MD5) / Este estudo visa analisar a influência hidrológica da bacia hidrográfica no comportamento de circulação hidrodinâmica da Lagoa da Conceição, em Florianópolis - SC. Os parâmetros hidrodinâmicos de circulação e dispersão são sensíveis a alterações podendo sofrer mudanças em seu comportamento devido a eventos pluviométricos, regime hidrológico, fontes antrópicas, ventos e a forçantes maregráficas. As lagunas costeiras representam sistemas complexos e sensíveis que envolvem processos de mistura entre águas oceânicas e continentais, fazendo-se necessário identificar e analisar os fenômenos e alterações do ambiente. Os objetivos específicos deste trabalho são: a) Delimitar a área de atuação hidrológica do rio João Gualberto (JG); b) Obter uma série temporal de vazão do principal afluente de água doce da bacia hidrográfica, o rio João Gualberto; c) Modelar as características hidrodinâmicas da Lagoa da Conceição. As metodologias utilizadas são: a) Análise espacial das características físicas da Bacia; b) Campanhas experimentais para coleta de dados hidrológicos, meteorológicos, e de nível de água no interior da laguna; c) Simulação numérica das características hidrodinâmicas do estuário inserindo a componente hidrológica através do Sistema de Modelagem de Água MOHID. Os resultados apresentaram que a componente hidrológica é de indissociável avaliação na análise da circulação da laguna da Lagoa da Conceição, atuando em todas suas regiões, com destaque na Lagoa de Cima e de Baixo. Com esta dissertação pode-se construir um banco de dados geográfico local, obter uma série temporal de dados de vazão do rio JG e do nível interno da laguna e produzir gráficos de velocidade, direção e fluxo hidrodinâmico do estuário para diferentes Cenários. O intuito do trabalho é disponibilizar informações que sirvam como subsídios para uma análise ambiental integrada da bacia da Lagoa, visando propor futuras soluções para problemática de eutrofização das águas da laguna.<br> / Abstract : This study aims to analyze the influence of hydrological catchment behavior of hydrodynamic circulation of Lagoa da Conceição, Florianópolis - SC. The hydrodynamic parameters of movement and dispersal are sensitive to changes may undergo changes in their behavior due to rainfall events, hydrological regime, anthropogenic sources, wind and tide gauge forcings. The coastal lagoons represent complex systems and sensitive processes involving mixing between oceanic and continental waters, making it necessary to identify and analyze the phenomena and environmental changes. The specific objectives of this work are: a) Mark the field of hydrological João Gualberto river (JG); b) Get a series of flow from the main freshwater tributary basin, the river João Gualberto; c) Modeling the hydrodynamic characteristics of Lagoa da Conceição. The methods used are: a) Spatial analysis of the physical characteristics of the basin; b) experimental campaigns to collect hydrological data, meteorological and water level inside the lagoon; c) Numerical simulation of hydrodynamic characteristics of the estuary entering the hydrological component through the Water Modeling System MOHID. The results showed that the hydrological component is inseparable evaluation in the analysis of the Lagoa da Conceição circulation, acting in all regions, especially in the agoa de Cima and Lagoa de Baixo.With this dissertation can build a database geographic location, to obtain a time series of data on river flow and JG internal lagoon and produce graphs of speed, direction and hydrodynamic flow of the estuary for different scenarios. The aim of the work is to provide information that serve as input for an environmental analysis of integrated basin of the lagoon, to propose future solutions to problems of utrophication of the lagoon.

Resumo: Foram realizados ensaios experimentais para estudo da hidrodinâmica da fluidização de misturas de biomassa e material inerte. As amostras de biomassa consistiram em restos de madeira originados do corte das árvores e da preparação da madeira, de origens diferentes, sem um padrão uniforme de tamanho e forma; e o material inerte empregado para a fluidização destas foi areia de diâmetros e densidades diferentes. Os materiais foram estudados individualmente quanto ao diâmetro e à velocidade de mínima fluidização (umf). Foram fluidizadas misturas de 0,5; 1,0; 1,5; 2,6 e 5,3% em massa de biomassa. Os experimentos foram conduzidos em uma coluna cilíndrica de vidro de 15,3 cm de diâmetro e 70 cm de altura. O diâmetro característico (dp.Ø) dos dois tipos de biomassa empregados foi obtido indiretamente utilizando os dados experimentais de perda de carga da biomassa em leito fixo e aplicando a equação de Ergun. A umf da biomassa foi prevista teoricamente pelo balanço de forças no leito. Para o material inerte e para as misturas a umf foi determinada pela aplicação de métodos gráficos aos dados experimentais da fluidização destes e por modelos matemáticos de previsão da umf encontrados na literatura. Nas duas situações os modelos teóricos subestimaram os valores da umf encontrados experimentalmente. Os resultados mostraram comportamentos bem diferentes para cada amostra de biomassa. A biomassa formada por partículas mais longas e finas, com maior teor de umidade e maior densidade apresentou aumento da perda de carga com o aumento da quantidade de biomassa enquanto leito fixo e após o início da fluidização a tendência da perda de carga foi diminuir ao aumentar-se a quantidade de biomassa. Para a biomassa formada por partículas de menor comprimento e maior largura, com menor teor de umidade e menos densas, durante todo o procedimento verificou-se o aumento da perda de carga com a diminuição da quantidade de biomassa. Além disso, também foi avaliada a influência da segregação das partículas e do procedimento de fluidização e de defluidização na umf.

Made available in DSpace on 2016-06-07T17:12:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-04-30. Added 1 bitstream(s) on 2016-06-07T17:16:49Z : No. of bitstreams: 1 000865799.pdf: 5708880 bytes, checksum: 3fea88637c31aac13cff1adff80353ca (MD5) / O objetivo do trabalho foi avaliar como as características geomorfológicas, o uso e cobertura da terra, as dinâmicas da precipitação e do regime hidrológico podem contribuir para o processo de avulsão na planície aluvial no baixo curso da bacia hidrográfica do rio do Peixe. Para elaboração deste trabalho, foi necessário realizar uma revisão bibliográfica sobre a temática de estudo e caracterização do meio físico, além do tratamento e interpretação dos dados cartográficos e hidrológicos disponíveis. O procedimento metodológico, adotado para o mapeamento multitemporal de uso e cobertura da terra dos anos de 1976, 1985, 1995, 2005 e 2010, bem como a obtenção do índice de sinuosidade do canal foi baseado em processamento digital de imagens orbitais, realizado em ambiente de SIG. Os dados hidrológicos foram obtidos pela rede hidrometeorológica existente na bacia disponibilizada pela ANA-BRASIL, SIGRH/DAEE-SP, no qual foi possível a avaliar e relacionar o regime hidrológico do rio e com a variabilidade climática da bacia. A análise dos produtos cartográficos indica que a avulsão teve início com o rompimento do dique marginal entre os anos de 1962 e 1978, seguindo com o estabelecimento do canal entre os anos de 1978 e 1985. A metodologia mostrou-se eficiente, contribuindo para avaliação e interpretação dos dados apresentados e, os possíveis reflexos que podem ter levado no processo de formação do canal secundário na planície aluvial / The objective of this work was to evaluate how the geomorphological characteristics, use and land cover, dynamics of rainfall and the hydrological regime may contribute to the avulsion process in the flood plain on the lower course of the river basin of the Peixe River. For preparation of this work, it was necessary to conduct a literature review on the study theme and characterization of the physical environment, in addition to processing and interpretation of cartographic and hydrological data available. The methodological procedure adopted for the multi-temporal mapping of use and cover land on years 1976, 1985, 1995, 2005 and 2010, as well as getting the channel sinuosity index was based on digital processing of orbital images held in environment GIS. Hydrological data were obtained by the existing hydrometeorological network in the basin provided by ANA-BRAZIL, SIGRH / DAEE-SP, in which it was possible to assess and relate the hydrological regime of the river and the climate variability of the basin. Analysis of cartographic products indicates that the avulsion began with the breaking of the levee between the years 1962 and 1978, following the establishment of the channel between the years 1978 and 1985. The methodology was efficient, contributing to evaluate and interpretation of data and the possible consequences that may have led in the secondary channel formation process in the flood plain

Orientador : Prof. Dr. José Eduardo Gonçalves / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa: Curitiba, 08/03/2016 / Inclui referências : f.127-130 / Resumo: O principal objetivo deste trabalho foi analisar a resposta da hidrodinâmica do Complexo Estuarino de Paranaguá (CEP) devido a ação do vento oriundo da passagem de sistemas frontais frios na região. A simulação dos campos de vento foi efetuada com auxílio do modelo atmosférico Weather Research and Forecast Model (WRF), inicializado com dados meteorológicos do modelo global GFS. Os campos de vento, do modelo WRF, em dois cenários distintos, inverno e verão, foram utilizados como forçantes nas simulações da hidrodinâmica do CEP com o modelo hidrodinâmico Delft3D. A comparação dos resultados dos campos atmosféricos gerados pelo modelo com dados da estação meteorológica de Paranaguá mostrou que o WRF reproduziu o momento da entrada da frente fria e sua duração. Além disso, o modelo apresentou bom desempenho na representação dos gradientes de pressão no momento da entrada do sistema frontal. Testes de sensibilidade, utilizando o modelo hidrodinâmico, demonstraram que a maré é o fator predominante nas variações de níveis do estuário, porém a ação de outras forçantes também desempenha um papel importante na hidrodinâmica estuarina, podendo causar alterações de até 0,40 m no nível médio de água. Em ambos os cenários o campo de correntes demonstrou que após a entrada da frente fria há mudança na direção das correntes costeiras e estuarinas, que passam a seguir a direção do sistema frontal fluindo em direção ao Norte. Como pôde ser observado, tanto nos testes preliminares, com a imposição de ventos paralelos a linha de costa, quanto em condições mais realistas, com a utilização de campos de vento gerados pelas passagens de sistemas frontais, o principal efeito ocorrido foi o bombeamento de água para o interior do estuário devido ao efeito de Coriolis associado com a direção Sul predominante dos campos de vento gerados pelas frentes frias. Palavras-chave: Frentes frias, modelagem atmosférica, modelagem hidrodinâmica, WRF, Delft3D, CEP. / Abstract: The main objective of this study was to analyze the response of the hydrodynamics of the estuarine complex of Paranaguá (CEP) due to the action of wind fields, generated by the passages of cold fronts in the region. The simulation of wind fields was performed with the aid of the Weather Research and Forecast Model (WRF), initialized with meteorological data from the global model GFS. The wind fields, from the WRF model, in two different scenarios, winter and summer, were used as forcing to the hydrodynamic model Delft3D. Comparison of results of atmospheric fields generated by the model with data from the weather station of Paranaguá showed that the WRF reproduced accurately the time of the cold front entrance and its duration. In addition, the model showed good performance in the representation of the pressure gradients for the front entry system. Sensitivity tests using the hydrodynamic model showed that the tide is the dominant factor in variations in the estuary levels, but the other forcing action also plays an important role in estuarine hydrodynamics. In both scenarios the current field has shown that after the cold front entrance there is a change in the direction of coastal and estuarine currents, which will follow the direction of the front to northward. As can be observed, both in preliminary tests, with the imposition of winds parallel to the coastline, as in more realistic conditions, with the use of wind fields generated by frontal systems, the main effect was the entrance of water into the estuary due to the Coriolis effect associated with the prevailing direction of the wind (South) generated by the cold fronts. Keywords: cold fronts, atmospheric modeling, hydrodynamic modeling, WRF, Delft3D, CEP.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:17:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226190.pdf: 3313663 bytes, checksum: 95e05b7148438bb3565aa0beb0e47750 (MD5) / A necessidade crescente de produtos de base florestal criou um déficit mundial, que precisa ser compensado pela utilização de novas estratégias para promover o aumento da produtividade no setor. Em adição, os programas brasileiros de reflorestamento têm que lidar com baixos níveis de fertilidade do solo que determinam o uso de quantidades muito elevadas de fertilizantes para manter a produtividade nos níveis atuais. Esta prática contribui para os altos custos de produção e para impactos ambientais. Estratégias biotecnológicas que tratam da inoculação das plantas com microrganismos promotores do crescimento, tais como os fungos ectomicorrízicos (fECM), são alternativas ao uso de fertilizantes químicos para o aumento da produtividade dessas áreas. A introdução dessa prática nos viveiros florestais depende da seleção de isolados fúngicos eficientes e do desenvolvimento de métodos de produção de inoculantes. No Brasil, um dos principais produtores de madeira no mundo, não há tentativas de introduzir a inoculação micorrízica como uma prática rotineira dos viveiros. Neste contexto, este estudo objetiva estabelecer uma tecnologia para produção de inoculantes de fECM através do cultivo submerso. A cinética de crescimento e de transferência do oxigênio durante o cultivo do fECM Rhizopogon nigrescens (isolado UFSC-Rh90) foi estudada em um biorreator airlift com circulação externa. Biorreatores airlifts são reconhecidos como eficientes para cultivo de microrganismos filamentosos que exigem elevada transferência de massa e baixas tensões de cisalhamento. Para este estudo, foi concebido um biorreator airlift de aço inoxidável com 5 L de capacidade. Esse biorreator era equipado com sensor de oxigênio dissolvido esterilizável e o separador de gás foi projetado para melhorar os parâmetros hidrodinâmicos, tais como a velocidade de circulação de líquido (ULr), o gás holdup (e) e, por conseqüência, o coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio (kLa). A velocidade específica de consumo de oxigênio (QO2) e o kLa foram determinados através do método dinâmico, onde a velocidade de sedimentação e o tempo de mistura foram considerados. Os resultados mostraram que o kLa, a velocidade específica de crescimento (µX) e de respiração (QO2) são afetadas pelo aumento da concentração da biomassa (X), o que ocorre principalmente devido ao aumento no tamanho dos pellets de micélio. Isso revela a importância da quantidade e do nível de fragmentação do inóculo na cinética de crescimento. Não foi possível determinar a concentração de oxigênio crítica (Ccrít) nesta situação porque a morfologia do crescimento promoveu uma deterioração contínua das condições de transferência durante o cultivo. Isso indica que níveis elevados de oxigênio dissolvido têm que ser mantidos durante a operação do biorreator. O maior valor de consumo global de oxigênio foi de 28 mgO2.L-1.h-1, para uma concentração celular de 6 g.L-1, durante um ciclo de cultivo com uma vazão específica de ar de 0,52 vvm. A quantidade de oxigênio necessária para a manutenção celular foi 2,36 mgO2.gcel.h-1, que correspondeu a 30% da QO2 média. A cinética de crescimento para outros cinco isolados - Scleroderma sp. (UFSC- Sc42), Rhizopogon vulgaris (UFSC-Rh106), Pisolithus microcarpus (UFSC-Pt116 e UFSC-Pt188) e Chondrogaster angustisporus (UFSC-Ch163) - foi estudada em frascos estáticos. Foram produzidos inoculantes de todos os seis isolados utilizando-se a técnica de imobilização em gel de alginato de cálcio, avaliando-se a viabilidade desses em relação ao tempo de armazenamento. A infectividade e eficiência do inoculante para plântulas de Eucalyptus e Pinus foram estudadas sob condições de estufa e viveiros. A adição de carvão ativado nas cápsulas de alginato favoreceu a viabilidade do micélio, mantendo-se em 100% após 6 meses de armazenamento sob refrigeração. Enquanto que no tratamento sem carvão, com exceção para os isolados do gênero Rhizopogon, a viabilidade era perdida logo após o encapsulamento. Isto indica a necessidade de realização de estudos fisiológicos e bioquímicos, a fim identificar os compostos tóxicos produzidos pelos fungos durante seu crescimento. Nos estudos de inoculação das plantas, verificou-se que todos os isolados foram capazes de colonizar as raízes, apresentando resultados positivos no seu crescimento. Os resultados mostram que a tecnologia de produção de biomassa de fECM em biorreator airlift apresenta alta eficiência. A veiculação em gel de alginato de cálcio pode manter a infectividade do inoculante durante longos períodos de armazenamento, sobretudo com a adição de carvão ao inoculante. The increasing need of forest products has created a worldwide deficit that has to be met by the utilization of new strategies to promote a higher productivity in the sector. In addition, Brazilian reforestation programmes have to deal with low levels of soil fertility which determine that very high amounts of fertilizers are necessary to maintain the productivity at the present threshold. This practice contributes to high production costs and to environmental impact. Biotechnological strategies dealing with plant inoculation with growth promoting microorganisms, such as ectomycorrhizal fungi (ECMf), is one alternative to the use of chemical fertilizers for increasing forest productivity. The introduction of this practice in forest nurseries depends on the selection of efficient fungal isolates and the development of inoculum production methods. In Brazil, one of the main timber producers in the world, there is no attempt to introduce controlled mycorrhization as one of the nursery practices. In this context, this study aims to establish a technology of ectomycorrhizal inoculum production through submerged cultivation. In one assay the kinetic of growth and oxygen transfer of an ECMf, Rhizopogon nigrescens (isolate UFSC-Rh90), was studied in an airlift bioreactor with external circulation. Airlift bioreactors are well known for their high efficiency in the cultivation of filamentous microorganisms whose growth demands high mass transfer rates and low shear rates. For this study a stainless steel 5-litter airlift bioreactor was conceived. This bioreactor was equipped with a sterilizable dissolved oxygen probe and the gas separator was designed in order to improve hydrodynamic parameters such as liquid circulation rate (ULr), gas holdup (e) and, by consequence, volumetric oxygen mass transfer coefficient (kLa). The specific oxygen uptake rate (QO2) and the kLa were determined through the dynamic method, taking into account the sedimentation rate and mixing time. Results show that kLa, as well as the specific growth (µX) and respiration rates, are affected by the increase in biomass concentration, which happens mainly through the increase of the size on the mycelium pellets. This indicates the importance of the concentration and the level of inoculum fragmentation on the kinetics of growth. It was impossible to determine the critical oxygen concentration (Ccrít) in this situation because growth morphology promoted a continuous deterioration of the transfer conditions during the course of cultivation. This indicates that high levels of dissolved oxygen have to be maintained during the operation of the bioreactor. The highest value of global oxygen uptake observed was 28 mgO2.L-1.h-1, for a cell concentration of 6 g.L-1, during a cultivation cycle with a specific air flow rate of 0.52 vvm. The amount of oxygen necessary for cell maintenance was 2.36 mgO2.gcell.h-1, which corresponded to 30% of the average QO2. Growth kinetics of five other isolates - Scleroderma sp. (UFSC-Sc42), Rhizopogon vulgaris (UFSC-Rh106), Pisolithus microcarpus (UFSC-Pt116 and UFSC-Pt188) and Chondrogaster angustisporus (UFSC-Ch163) was also studied in static flasks. Inocula of all the six isolates were produced using the calcium alginate immobilization technique and their viability in relation to storage time was evaluated. Their infectivity and efficiency towards Eucalyptus and Pinus seedlings was studied under greenhouse and nursery conditions. The addition of activated charcoal to the alginate beads improved mycelium viability up to 100% even after 6 months of storage under refrigeration. This indicates that physiological and biochemical studies have to be carried out in order to identify toxic compounds produced by the fungi during their growth. In the inoculation studies, all isolates were able to colonize roots and had a positive effect in the plant growth. Results show that the technology of ECMf biomass production in airlift bioreactors presents high efficiency. The immobilization of the inoculum in calcium alginate contributes to maintain fungal infectivity during a long period of storage, mainly with the addition of activated charcoal.

A ocupação do litoral por empreendimentos sócio-econômicos e a realização de obras de engenharia capazes de atender estas demandas tem despertado a necessidade de estudos detalhados do transporte litorâneo. Usando metodologia de coleta de sedimentos por ‘traps’ (fundo e suspensão) dentro da zona de surfe e metodologias de aquisição de imagens, topografia e sedimentologia conduzidas com o auxílio de filmadora, estação total e trabalhos em laboratório, respectivamente, determinou-se os parâmetros hidrodinâmicos e morfométricos da região. Dados de ondas em águas profundas foram obtidos a partir de modelo do CPTEC/INPE. Os trabalhos de campo foram realizados em 50 campanhas distribuídas pelo período de 1 ano. Do total, 42 foram dedicadas exclusivamente a dados hidrodinâmicos e morfométricos enquanto que as 8 restantes foram utilizadas também para coleta de sedimentos. Ao mesmo tempo foram obtidos dados sobre a velocidade dos fluxos e sobre o transporte transversal no espraiamento. Todos os dados foram obtidos em condições atmosféricas normais. Os trabalhos de campo foram conduzidos em 6 perfis transversais distribuídos entre as praias do Cassino e Mar Grosso (3 de cada lado da embocadura). Dois perfis situados na adjacência dos Molhes Leste e Oeste, 2 posicionados a 3 Km da base dos respectivos molhes e 2 distantes 10 Km destas mesmas bases. Concomitante com as medições do transporte longitudinal foram realizadas observações específicas sobre a participação dos diferentes níveis coletados na formação do transporte total. A distribuição dos sedimentos na coluna d’água e ao longo do perfil foram estudadas considerando o diâmetro médio do grão. Foi estudada também a participação do transporte de fundo (bedload) e em suspensão (suspended load) obtendo-se evidencias de que o transporte de fundo representa aproximadamente 18% do transporte total. Os resultados das medições indicaram uma vazão bidirecional de sedimentos, com baixa intensidade de transporte e resultante positiva direcionada para nordeste, conforme apresentado a seguir: Perfil-1(01/07/03) 1,92 m3/h NE-SW; Perfil-2 (19/07/02) 2,60 m3/h NE-SW, (16/01/03) 0,23 m3/h NE-SW e (20/02/03) 25,1 m3/h SW-NE; Perfil-3 (02/05/03) 4,24 m3/h SW-NE; Perfil-4 (05/09/03) 43,33 m3/h SW-NE; Perfil-5 (17/01/03) 2,54 m3/h NE-SW e Perfil-6 (21/02/03) 31,74 m3/h SW-NE. As baixas taxas de transporte total (máx. 940 e mín. 402 m³/ano/m) e líquido (máx. 574 e mín. 218 m³/ano/m) encontrados na região são consistentes com o comportamento dos estoques sedimentares acumulados no entorno dos molhes nos últimos 90 anos, embora estas taxas anuais representem apenas uma ordem de grandeza do transporte na região, já que são uma simples extrapolação dos dados horários não traduzindo, portanto os efeitos do clima de ondas local. Os dados obtidos serviram para calibrar 2 equações empíricas CERC e Kamphuis-91 que foram utilizadas para extrapolar as taxas de transporte longitudinal pelo período de 1 ano, considerando também a deriva ocasionada por ondas de tempestades. Finalmente, concluiu-se que o baixo transporte longitudinal é ocasionado pelos pequenos ângulos de incidência (em relação a normal) das ondas na arrebentação, que a direção da corrente longitudinal apresenta forte convergência com a componente longitudinal do vento na costa e que a baixa deriva litorânea (em condições atmosféricas normais) para nordeste só é magnificada pela presença das ondas de tempestades que varrem a costa vindas do quadrante sul e que representam aproximadamente 16% do ano.

A ocupação do litoral por empreendimentos sócio-econômicos e a realização de obras de engenharia capazes de atender estas demandas tem despertado a necessidade de estudos detalhados do transporte litorâneo. Usando metodologia de coleta de sedimentos por ‘traps’ (fundo e suspensão) dentro da zona de surfe e metodologias de aquisição de imagens, topografia e sedimentologia conduzidas com o auxílio de filmadora, estação total e trabalhos em laboratório, respectivamente, determinou-se os parâmetros hidrodinâmicos e morfométricos da região. Dados de ondas em águas profundas foram obtidos a partir de modelo do CPTEC/INPE. Os trabalhos de campo foram realizados em 50 campanhas distribuídas pelo período de 1 ano. Do total, 42 foram dedicadas exclusivamente a dados hidrodinâmicos e morfométricos enquanto que as 8 restantes foram utilizadas também para coleta de sedimentos. Ao mesmo tempo foram obtidos dados sobre a velocidade dos fluxos e sobre o transporte transversal no espraiamento. Todos os dados foram obtidos em condições atmosféricas normais. Os trabalhos de campo foram conduzidos em 6 perfis transversais distribuídos entre as praias do Cassino e Mar Grosso (3 de cada lado da embocadura). Dois perfis situados na adjacência dos Molhes Leste e Oeste, 2 posicionados a 3 Km da base dos respectivos molhes e 2 distantes 10 Km destas mesmas bases. Concomitante com as medições do transporte longitudinal foram realizadas observações específicas sobre a participação dos diferentes níveis coletados na formação do transporte total. A distribuição dos sedimentos na coluna d’água e ao longo do perfil foram estudadas considerando o diâmetro médio do grão. Foi estudada também a participação do transporte de fundo (bedload) e em suspensão (suspended load) obtendo-se evidencias de que o transporte de fundo representa aproximadamente 18% do transporte total. Os resultados das medições indicaram uma vazão bidirecional de sedimentos, com baixa intensidade de transporte e resultante positiva direcionada para nordeste, conforme apresentado a seguir: Perfil-1(01/07/03) 1,92 m3/h NE-SW; Perfil-2 (19/07/02) 2,60 m3/h NE-SW, (16/01/03) 0,23 m3/h NE-SW e (20/02/03) 25,1 m3/h SW-NE; Perfil-3 (02/05/03) 4,24 m3/h SW-NE; Perfil-4 (05/09/03) 43,33 m3/h SW-NE; Perfil-5 (17/01/03) 2,54 m3/h NE-SW e Perfil-6 (21/02/03) 31,74 m3/h SW-NE. As baixas taxas de transporte total (máx. 940 e mín. 402 m³/ano/m) e líquido (máx. 574 e mín. 218 m³/ano/m) encontrados na região são consistentes com o comportamento dos estoques sedimentares acumulados no entorno dos molhes nos últimos 90 anos, embora estas taxas anuais representem apenas uma ordem de grandeza do transporte na região, já que são uma simples extrapolação dos dados horários não traduzindo, portanto os efeitos do clima de ondas local. Os dados obtidos serviram para calibrar 2 equações empíricas CERC e Kamphuis-91 que foram utilizadas para extrapolar as taxas de transporte longitudinal pelo período de 1 ano, considerando também a deriva ocasionada por ondas de tempestades. Finalmente, concluiu-se que o baixo transporte longitudinal é ocasionado pelos pequenos ângulos de incidência (em relação a normal) das ondas na arrebentação, que a direção da corrente longitudinal apresenta forte convergência com a componente longitudinal do vento na costa e que a baixa deriva litorânea (em condições atmosféricas normais) para nordeste só é magnificada pela presença das ondas de tempestades que varrem a costa vindas do quadrante sul e que representam aproximadamente 16% do ano.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-21Bitstream added on 2014-06-13T19:27:57Z : No. of bitstreams: 1 000755268.pdf: 15353732 bytes, checksum: f21fb21c66f75bcc7589a5ff10fb51b3 (MD5) / Este trabalho pode ser dividido em dois objetivos principais: explorar as ferramentas que o integrador numérico hidrodinâmico FARGO 2D e investigar a possibilidade de formação de satélites nas regiões de baixas velocidades próximas ao lóbulo de Roche de um planeta gigante. Como descrito acima um dos objetivos desse trabalho é encontrar regiões que apresentem baixas velocidades próximas ao lóbulo de Roche de um planeta gigante. Nossa ideia consiste em que estas regiões sejam bons sítios para a formação de satélites planetários, para isso precisamos estudar o comportamento do gás que será simulado, nessas regiões, analisando sua densidade, velocidade radial e azimutal buscando evidências de um comportamento que indique que nessas regiões as velocidades sejam, de fato, baixas. Se optássemos por fazer uma simulação que envolvesse além do planeta, seus satélites desde o inicio estaríamos contrariando a teoria que prevê que os satélites teriam se formado logo após a formação dos planetas. Dessa forma procedemos de forma à simular primeiramente apenas a formação do planeta com o FARGO 2D, o tempo de simulação foi baseado no que foi encontrado na literatura, após a formação do planeta adicionamos as partículas nas regiões préviamente estipuladas e retomamos a evolução do sistema do ponto em que tinhamos parado, assim o quando as partículas forem simuladas o planeta já terá se formado e teremos um modelo mais condizente com a teoria. Ainda utilizamos o mesmo integrador para simular um planeta exposto aos efeito do disco e de migração / This work can be split into two main goals: to explore the tools than the hydrodynami- cal numerical integrator FARGO 2D and investigate the possibility of satellites formation in the low velocities regions close to the Roche lobe of a giant planet. As described above an objective of this work is to find regions with low velocities close to the Roche lobe of a giant planet. Our idea is that these regions are goods sites to the formation of planetary satellites, so we need to study the behavior of the gas that will be simulated in these region, analysing its density and radial and azimuthal velocities searching for evidences for behavior that indicate that in these regions the velocities are, indeed, low. If we had choosed to do a simulation that involved the planet and its satellites since the beginning, we contrary the theory that predicts that the satellites would have formed soon after the formation of the planets. Thus we proceeded in order to simulate firstly only the forma- tion of the planet using the FARGO 2D, the time of the simulation was based on what was found in the literature, after of the formation of the planet, was added particles on the region previously estipulated and we restarted the evolution of the system from the point where we had stopped, so when the particles are simulated, the planet has already formed and then we have a model more consistent with the theory. We still used the same integrator to simulate a planet exposed to the effects of the disc and the migration

Orientador : Dr. Carlos Alessandre Domingos Lentini / Coorientador : Dr. Antonio Fernando Härter Fetter Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos. Defesa: Pontal do Paraná, 24/03/2015 / Inclui referências : f. 34-37 / Resumo: Correntes e ondas geradas pelo tráfego de navios representam um fator importante nos processos de transporte de sedimentos em estuários e corpos da água fechados. Mesmo um pequeno aumento na carga hidrodinâmica pode levar a um aumento significativo no transporte sedimentar, caso o estresse de fundo, devido a fatores naturais, esteja próximo do limite crítico de erosão. Neste estudo, as interações entre a circulação natural provocada pela variação das marés e as correntes provocadas pela passagem de navios, e seus efeitos na remobilização de sedimentos dentro do canal navegável, são investigados por meio de modelagem hidrodinâmica. Alguns estudos de caso foram investigados envolvendo a passagem de dois navios de tamanhos diferentes entrando no Complexo Estuarino de Paranaguá - sul do Brasil - em quatro momentos de maré, i.e., estofos de baixa-mar e preamar e momentos de máxima velocidade de correntes de enchente e vazante. Os navios foram representados no modelo como campos de pressão que se deslocam ao longo da linha de navegação, com dimensões típicas de navios graneleiros e porta-contêineres que frequentam os portos de Paranaguá e Antonina. A interação entre a passagem de navios com diferentes dimensões, a profundidade da coluna da água e a circulação natural em cada momento de maré resultou em distintos padrões de intensidades e direção de fluxos e transporte de sedimentos. A passagem das embarcações provocou picos de velocidade superiores aos observados nos momentos de maré enchente ou vazante sem a presença dos navios. Entretanto, nos cenários de preamar e baixa-mar, os fluxos de retorno não foram suficientemente competentes para provocar uma remobilização efetiva de sedimentos. Os maiores fluxos de retorno foram observados nos cenários em que a circulação natural do ambiente fluiu no sentido contrário à navegação. Nesses cenários, para os dois tipos de navios analisados, o total de sedimentos remobilizados foi superior ao observado apenas pelas correntes de vazante, provocando erosão das margens e deposição no canal navegável. A interação entre a passagem dos navios e as correntes de maré fluindo no mesmo de navegação não produziu fluxos e retorno. Mesmo assim, as alterações hidrodinâmicas provocaram erosão na margem do canal navegável com declividade mais acentuada e deposição dentro do canal. A modelagem das alterações hidrodinâmicas e morfológicas provocadas pelo tráfego de navios utilizando campos móveis de pressão no Delft3D se mostrou uma ferramenta adequada para avaliar os efeitos dessa atividade, que normalmente são difíceis de medir no ambiente. / Abstract: Ship-induced currents and waves are an important factor in the process of sediment transport in estuaries and restricted waterways. Even a small increase in hydrodynamic load can lead to a significant increase in sediment transport if the background stress, due to natural factors, is close to the critical threshold of erosion. In this study, the interactions between the natural circulation caused by the variation of tides and the ship-induced currents, and their effects on remobilization of sediments within the navigation channel were investigated by a hydrodynamic modeling. Case studies involving the passage of two different ship sizes entering the Paranaguá Estuarine Complex - southern Brazil - were investigated at four tidal moments, i.e. low tide, high tide and maximum speed of flood and ebb currents. The ships were represented in the model as a pressure field that moves along the line of navigation, with typical dimensions of bulk carriers and containers that attend the ports of Paranaguá and Antonina. The interaction between the ships' underway with different dimensions, the depth of the water column and the natural circulation in each tidal moment resulted in distinguished patterns of intensity and direction of return flows and sediment transport. The passage of ships caused higher speed peaks than the ones naturally observed in times of flood or ebb tide without the presence of ships. However, in low and high tide scenarios, return flows were not enough efficient to provoke an effective remobilization of sediments. The highest return flows were observed when the natural circulation flowed in the opposite direction to navigation. In these scenarios, for both types of vessels analyzed, the total of remobilized sediments were higher than the ones observed only by tidal currents, causing erosion of channel margins and deposition in the navigation channel. The interaction between the passage of ships and the tidal currents flowing in the same direction to navigation did not produce return flows. Nevertheless, hydrodynamic changes caused erosion on the navigation channel with steeper slope and deposition within the channel. The modeling of the hydrodynamic and morphological changes caused by the traffic of ships using Delft3D moving pressure fields proved to be a suitable tool to assess the effects of this activity, which i normally difficult to measure in the environment.