Submitted by Everaldo Pereira (pereira.evera@gmail.com) on 2017-02-19T19:52:24Z No. of bitstreams: 1 tese_lucas_nascimento.pdf: 14471362 bytes, checksum: 277b0f95c6fb9d1e176c210bc4facd74 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-19T19:52:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_lucas_nascimento.pdf: 14471362 bytes, checksum: 277b0f95c6fb9d1e176c210bc4facd74 (MD5) / A ilha de Itaparica, ao longo da História, sempre apresentou uma grande vocação para o turismo. Praias belíssimas com ambientes calmos e aprazíveis que encantaram até Imperadores durante o período colonial. Porém, a intensa ocupação, a partir da metade do século XX, deixou impactos importantes nos ambientes costeiros da ilha. A realização de um estudo em torno das tendências do comportamento da linha de costa nos últimos 50 anos, avaliando o risco de prejuízos econômicos em função da ocupação e da sua sensibilidade à erosão foi o objetivo do presente trabalho. Os métodos utilizados foram: (1) visitas a campo para coleta de dados, registro fotográfico; (2) análise de fotografias e imagens multitemporais através de ferramentas de GIS, para determinar as mudanças da linha de costa nos últimos 50 anos; (3) construção de um modelo de clima de ondas, através de diagramas de refração; (4) mapeamento da área ocupada por construções fixas em uma faixa litorânea de 100m; (5) avaliação de risco de prejuízos econômicos através do cruzamento direto dos resultados da ocupação e da sensibilidade à erosão. A análise do comportamento da linha de costa para os últimos 50 anos identificou trechos com tendência de erosão em 17% da linha de costa, 24% com tendência de progradação e 59% em equilíbrio. As taxas de recuo e de avanço da linha de costa, apresentadas no presente trabalho, sugerem para muitos trechos a continuidade desses processos pelo menos para escala de médio prazo. Os diagramas de refração mostraram a existência de focos de convergência dos raios-de-onda em trechos com tendência de erosão e divergências nos raios-de-onda em trechos com tendência de progradação ou equilíbrio da linha de costa. Nesse sentido, a modelagem de onda deixou evidente que o modo com que as ondas atingem a linha de costa e a distribuição de sua energia ao longo dos diferentes trechos costeiros representa um importante fator modelador da linha de costa ao longo do tempo. A variabilidade das características morfológicas dos recifes em franja da ilha de Itaparica exerce um importante papel na morfologia da linha de costa em sua retaguarda, principalmente em condições modais de onda. Apesar da proteção exercida pelos recifes de coral é possível que, durante eventos de tempestade, as ondas vindas de SE e SSE possam transpor os recifes e atingir a linha de costa em sua retaguarda provocando erosão. Nesse caso, as modificações observadas na linha de costa protegida pelos recifes da ilha de Itaparica podem ser também o resultado de eventos extremos. A ocupação na linha de costa oceânica da ilha de Itaparica ocorreu em função da implantação de equipamentos de transporte como a ponte do Funil, as rodovias que cortam a ilha e, sobretudo, o Terminal Marítimo de Bom Despacho. A falta de planejamento e a desordem no processo de ocupação resultaram na saturação do seu espaço costeiro. Atualmente 53% da área dos primeiros cem metros de faixa costeira encontram-se ocupados por construções fixas e 28% de toda a sua extensão apresenta algum tipo de obra de engenharia. Os resultados admitem concluir que as variações na morfologia da linha de costa oceânica da ilha de Itaparica parecem estar condicionadas a um somatório de fatores que, agindo em conjunto, determinam o seu comportamento. Nesse sentido, podemos citar: (1) os padrões de incidência de onda, através de focos de convergência ou divergências dos raios-de-onda que atingem a costa gerando zonas de acumulação ou de erosão em diferentes trechos costeiros; (2) diferenças apresentadas na morfologia dos recifes de coral em franja; (3) a atuação de correntes de maré; (4) a dinâmica de delta de maré vazante; (5) a falta de suprimento para a costa, tanto pela ausência de grandes rios como pela baixa produtividade sedimentar dos recifes de coral e, (6) a ação antrópica promovendo ocupação intensa e desordenada da linha de costa. A avaliação de risco de prejuízos econômicos em função da ocupação da linha de costa e da sensibilidade à erosão mostrou que 65% apresentam risco baixo, 26% risco médio e apenas 9% risco alto de prejuízos econômicos. Diante dos resultados, torna-se importante a admissão de faixas de recuo livres de construções fixas para que se tenha a segurança de que, caso mudanças no comportamento da linha de costa aconteçam, novos prejuízos possam ser evitados no futuro. A admissão de estratégias restritivas para a proteção da faixa costeira torna-se ainda mais necessária diante das expectativas da construção da ponte ligando Salvador a ilha de Itaparica. Isso porque, a especulação imobiliária pode levar a uma exacerbada proliferação de novos empreendimentos nos espaços costeiros, ampliando ainda mais os riscos face às intempéries naturais. Os resultados aqui apresentados fornecem importantes indicações para administração pública no que se refere ao ordenamento do espaço costeiro da ilha de Itaparica / ABSTRACT - The island of Itaparica has along its history shown a great potential for tourism. Beautiful beaches with calm and pleasant environment that have enchanted emperors during the colonial period. However, the intense occupation from the mid-twentieth century made important impacts on coastal environments of the island. A study about the behavioral tendencies of the coastline in the last 50 years, assessing the risk of economic losses due to the occupation and their sensitivity to erosion is the purpose of this study. The methods used were: (1) field visits to collect data and photographic record, (2) analysis of photographs and multitemporal images using GIS tools to determine the changes of the coastline in the last 50 years, (3) construction of a wave climate model, using diagrams of refraction, (4) mapping of the area occupied by buildings on a coastal strip of 100m, (5) assessment of economic losses risk based on occupation and sensitivity to erosion. The coastline behavior analyses for the past 50 years shows 17% of the shoreline with erosion, 24% with progradation and 59% in equilibrium. In many sectors, these processes have continuity at least for medium-term scale. The refraction diagrams showed the existence of focal points, where the wave rays converge, with erosion behavior and points, where wave rays diverge, with tendency to equilibrium or progradation of the coastline. These correlations show that the distribution of wave energy along the coast represents an important factor shaping the coastline. Also the variability on the morphology of the fringing reefs in the island of Itaparica plays an important role in the morphology of the coastline, especially in modal wave conditions. Despite the protection exerted by coral reefs, we believe that during storm events, waves from the SE and SSE can cross the reef and reach the shoreline causing erosion.The occupation in the ocean shoreline of the Itaparica island was promoted by many transport facilities, as the Funnel bridge, the highway that cross the island and especially the Marine Terminal of ”Bom Despacho”. The lack of planning and disorder in the occupation resulted in the saturation of coastal areas in Itaparica Island. Today 53% of the area in the first hundred meters from shoreline is occupied by buildings and 28% have some type of engineering works. The results lead us to conclude that variations in the morphology of the ocean shoreline of the Itaparica island are determined by a sum of factors. We can cite: (1) the incidence of waves, through focus of convergence or divergence of the wave-rays that reach the coast causing accumulation zones or coastal erosion in different parts, (2) differences in the morphology of the fringing coral reefs, (3) the action of tidal currents, (4) the dynamics of ebb tidal delta, (5) the lack of sediment supply to the coast, caused by the absence of large rivers and the low productivity of coral reefs and, (6) the intense anthropogenic action, especially the disorderly occupation of the shoreline. The analyses of the risk of economic losses based on the occupation of the coastline and the sensitivity to erosion shows that 65% of the coastline has low risk, 26% medium risk and only 9% high risk of economic losses. Considering these results, it will be important to a rational urban management, to define free (with no buildings) zones associated with fixed structures in order to avoid that changes in the behavior of the coastline cause economic losses in the future. The admission of restrictive strategies to protect the coastline becomes more necessary given the expectations of the construction of the bridge linking the Itaparica island and Salvador, which will increase the real state interesting for the area. The results presented here provide important information for public administration in relation to spatial planning of coastal island of Itaparica.

Submitted by Morgana Andrade (morgana.andrade@ufes.br) on 2016-06-15T19:17:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) priscila guaitolini.pdf: 5745806 bytes, checksum: 234d60b48b5539b5ef3da822bff40d30 (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-08-16T15:42:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) priscila guaitolini.pdf: 5745806 bytes, checksum: 234d60b48b5539b5ef3da822bff40d30 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-16T15:42:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) priscila guaitolini.pdf: 5745806 bytes, checksum: 234d60b48b5539b5ef3da822bff40d30 (MD5) / O presente trabalho teve como objetivo caracterizar a circulação sobre uma região da plataforma continental interna ao largo da cidade de Guarapari (ES). Os dados são fruto do monitoramento do recife artificial marinho Victory 8B. O principal objetivo deste estudo foi caracterizar e avaliar o padrão da circulação baseado em três conjuntos de dados quasesinóticos (23 de Junho de 2006, 8 de Março de 2007 e 26 de Outubro de 2007) coletados com auxílio de um perfilador acústico de correntes (ADCP). Esses dados foram comparados com o padrão de ventos e com o perfil termohalino. O processamento dos dados envolveu a remoção de spikes, suavização por média móvel, retirada do sinal da maré por meio de dados de modelagem numérica, e interpolação linear baseada em triangulação. Os resultados mostraram que as velocidades em Outubro de 2007 foram as mais intensas, seguido dos dados de Março de 2007 e, por último, Junho de 2006. As médias de velocidade foram, respectivamente, 0.28 m.s-1, 0.21 m.s-1 e 0.19 m.s-1. As orientações se mantiveram sempre para SW. Junho e Outubro exibiram semelhanças no padrão de circulação, apresentando um oceano em duas camadas para a componente perpendicular à costa, sendo a porção mais superficial direcionada ao oceano e as mais profundas em direção à costa. Além disso, também foi observado nessas mesmas campanhas a rotação ciclônica dos vetores resultantes de correntes. Essas características mostraram semelhanças com os processos de ascensão de água. Março se mostrou atípico, mantendo a mesma orientação ao longo de toda a coluna de água (223.27º), possivelmente devido à sobreposição de uma forçante à forçante do vento. O efeito ilha foi avaliado e, de acordo com as observações dos campos de velocidade e das componentes paralela e perpendicular à costa, foram notadas características semelhantes a vórtices gerados pelas Ilhas Rasas, sendo concordante com o cálculo do parâmetro de ilha P. / This study evaluated the circulation in the inner continental shelf along the city of Guarapari (ES) using data collected during the Victory 8B artificial reef monitoring. The goal of this study was to characterize and analyze the hydrodynamics in this region using three sets of ADCP data sets (June 23, 2006, 8 Mar 2007 and 26 October 2007). The current data processing included the exclusion of bad data, removal of the tidal signal using a barotropic tidal modeling information, the use of a running-average filter and trianglebased cubic interpolate onto produce horizontal and vertical maps. The results showed that average current were southwestward with most intense speeds in October 2007 (0.28 m.s-1) followed by March 2007 (0.21 ms-1) and June 2006 (0.19 ms-1). Cross-shore transects showed a two-layer ocean in June and October. The flow was directed offshore close to the surface and onshore in the remaining of the water column. Moreover the currents rotated cyclonically with the increase in depth. These patterns were similar to the upwelling processes along the coast regions. This scheme was not observed in March when the currents were southwestward from top to bottom even though the winds were northeast suggesting that an external force not yet considered in this analysis is driving the system. Regarding the island effect it was observed in all three data sets the presence of a wake caused by the Ilhas Rasas that maybe associated with the release of eddies, in accordance with the Island Parameter P estimated.

Os aspectos estatísticos inerente à excitação provocada pelas condições ambientais sobre embarcações amarradas são estudados de forma a estabelecer parâmetros aceitáveis para avaliação da qualidade da resposta dinâmica não-linear de longo prazo das linhas de amarração, em termos de vida em fadiga e do risco de ruptura estática. A abordagem proposta subdivide a resposta de longo prazo numa sequência de eventos de curto prazo, nos quais o processo aleatório é considerado estacionário, embora não necessariamente de banda estreita. Nesses termos, o comportamento dinâmico não-linear das linhas de amarração pode ser tomado na sua essência fundamental, sem a necessidade de simplificações de grande vulto. Como parte do procedimento de cálculo, propõe-se que as tensões de curto prazo sejam obtidas por integração direta, no domínio do tempo, do equilíbrio dinâmico de cada linha isolada de amarração, nos moldes já hoje consubstanciados em programas de computador comercialmente disponíveis. Finaliza-se com a apresentação de um exemplo de aplicação do método, para o caso da plataforma semi-submersível GVA 4500 da Petrobrás, que vai operar na Bacia de Campos numa lâmina d\'água ao redor de 1000 m . Atende-se com este trabalho, portanto, alguns dos anseios estabelecidos no \"Programa de Capacitação Tecnológica em Sistemas de Exploração para Águas Profundas (PROCAP)\" da citada empresa, buscando cumprir o objetivo de colocar o conhecimento tecnológico nacional adaptado à realidade do país, tornando-o menos dependente da importação de tecnologias estrangeiras, nem sempre, ou quase nunca, voltadas às nossas reais necessidades. / The inherent statistic aspects due to environmental loads acting on moored vessels are investigates in order to obtain reliable parameters to evaluate the long-term non-linear dynamics response of the mooring lines, as for the fatigue life and the risk of static failure. The proposed approach divides the long-term response into a sequence of short-term events, in which the random process is regarded as stationary, but not narrow band. Thus the non-linear dynamic behavior of the mooring lines can be treated on its fundamental essence, without large simplifications. As part of the calculation procedure, the short-term tensions are obtained by integrating directly the equations of motion for each single mooring line, as performed by the available commercial computer programs. Finally an example of application is presented, for the Petrobrás semisubmersible platform GVA 4500, that will be operating at Bacia de Campos in a water depth of 1000 m. This work goes toward the aims of the \"Programa de Capacitação Tecnológica em Sistemas de Exploração para Águas Profundas (PROCAP)\", in order to take the national technological knowledge adapted to the country actuality, and avoid the importation of foreign technologies, that are, almost never, turned to our actual needs.

As linhas flexíveis utilizadas em sistemas flutuantes para produção de petróleo são solicitadas por esforços ambientais de natureza aleatória durante toda sua vida útil. Sua resposta dinâmica de longo prazo as solicitações do ambiente, embora não estacionaria pode ser vista como sendo uma sucessão de processos aleatórios estacionários, associados a probabilidades de ocorrência de condições ambientais de curto prazo. Através de simulações da resposta não linear as solicitações de curto prazo, uma descrição probabilística de segunda ordem da resposta das linhas flexíveis pode ser obtida por analise biespectral. A resposta estacionaria não gaussiana fica então sendo caracterizada no domínio da frequência pela identificação de suas energias linear e não linear. A energia linear define um processo gaussiano, e a energia não linear corresponde à parcela não gaussiana da resposta. Uma regressão quadrática da resposta no domínio da frequência permite obter sua função característica, que e a transformada de Fourier da função de densidade de probabilidade. Desta forma, a resposta estacionaria e representada pela soma de parcelas lineares e quadráticas de variáveis aleatórias gaussianas independentes, e a obtenção da função característica faz-se através da solução de um problema de autovalores e autovetores de uma matriz real e simétrica. / Sem resumo em inglês.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-07-21T17:04:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE ASPSP.pdf: 2001369 bytes, checksum: f6de58de3e0c281db510010c6c904ea9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T17:04:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE ASPSP.pdf: 2001369 bytes, checksum: f6de58de3e0c281db510010c6c904ea9 (MD5) Previous issue date: 2015-11-27 / capes / A área no entorno do arquipélago de São Pedro e São Paulo (ASPSP) (0°55 '10"N e 29º20'33" W) foi investigada, com o objetivo de caracterizar a estrutura da comunidade fitoplanctônica, seus padrões de distribuição horizontal e vertical, especialmente na termoclina que coincide com a profundidade máxima de clorofila (PMC) e identificar os valores de biomassa em carbono orgânico através do biovolume celular. Duas expedições foram realizadas a bordo do navio Hidro-Oceanográfico Cruzeiro do Sul, entre os dias 21 a 23 de julho de 2010 e 29 de setembro a 01 de outubro de 2011, ambas na estação seca da região. Foram estabelecidos dois transectos perpendiculares e opostos no entorno do arquipélago e determinados três pontos de coleta para cada um, em diversas profundidades: superfície, 25 metros, 50 metros, 10 metros acima da PMC, na PMC e 10 metros abaixo da PMC. Foram coletadas amostras no período diurno e noturno. Utilizou-se uma rede cilindro-cônica com malha de 20 μm de abertura para arrastos oblíquos e garrafas de Niskin para as coletas de amostras quali-quantitativas e físico-químicas. Duas massas de água foram identificadas (Água Tropical e Água Central do Atlântico Sul), uma termoclina ficou evidente entre 40 e 100 metros de profundidade. Um total de 128 espécies de organismos fitoplanctônicos foi identificado, pertencentes a quatro filos, sendo 22 espécies consideradas novos registros para a região. A densidade fitoplanctônica total variou de 1 a 183 x103 células.L-1. Trichodesmium thiebautii Gomont ex Gomont, Oxytoxum longiceps Schiller e Protoperidinium minimum (Pavillard) Schiller tiveram correlações significativas com os parâmetros físicos e químicos. A análise de agrupamento evidenciou a formação de cinco grupos em função da profundidade. Trichodesmium thiebautii foi à única considerada constante e dominante no entorno do arquipélago nas duas expedições. Os dados morfológicos encontrados neste estudo estão coerentes com as medidas encontradas por diversos autores na literatura citada. No filo cianobactérias, Trichodesmium hildebrandtii Gomont apresentou os maiores valores de biovolume celular e biomassa de carbono (1.603 μm3 e 254 pgC.μm-3, respectivamente). Em relação ao filo Dinophyta, Pyrocystis fusiformis Thomson apresentou os maiores valores de biovolume celular e biomassa em carbono (1.660,269 μm3 e 149.693 pgC.μm-3, respectivamente) e Prorocentrum balticum Loeblich apresentou os menores valores (1.145 μm3 e 161 pgC.μm-3, respectivamente). Para o filo Ochrophyta, Planktoniella sol (C.G.Wallich) Schutt, foi a única espécie analisada do grupo, com 63.107 μm3 de biovolume celular e 2.250 pgC.μm-3 de biomassa em carbono. Os dados de clorofila a e nutrientes foram considerados baixos em ambas as expedições, confirmando a oligotrofia da área. Estes dados indicam que ASPSP pode ser associado a um efeito ilha na circulação oceânica e que a distribuição horizontal e vertical dos dados hidrológicos, demonstra tratar-se de um ambiente estável em relação à temperatura, salinidade e oxigênio dissolvido. Em relação aos nutrientes, entretanto, ficou comprovado que estes interferem diretamente na composição das cianobactérias, mesmo com a dominância de T. thiebautii. / The area surrounding the São Pedro and São Paulo Archipelago (ASPSP) (0°55 '10"N and 29º20'33" W) was investigated to characterize the structure of the phytoplankton community and its patterns of horizontal and vertical distribution in the water column, especially in the thermocline that coincides with the maximum depth of chlorophyll (DCM). This area was also investigated to identify organic carbon biomass values according to cell biovolume. Samples were collected during two expeditions aboard the hydro-oceanographic ship Cruzeiro do Sul, between July 21 and 23, 2010 and between September 29 and October 1, 2011. This expedition occurred during the dry season. We established two opposite, perpendicular transects and selected three collection points in each transect at varying depths, as follows: surface, 25 meters, 50 meters, 10 meters above the DCM, DCM and 10 meters below the DCM. Samples were collected during the day and night. We used a cylindrical-conical net and Niskin bottles to collect the samples for qualitative, quantitative and physio-chemical analysis. Two water masses were identified (Tropical Water and Central Water of the South Atlantic), and a thermocline was detected between depths of 40 and 100 meters. A total of 128 species of phytoplankton organisms were identified, belonging to four phyla. Of these species, 22 were considered new records for the region. Total phytoplankton density ranged from 1 to 183 x103 cells. L-1. Trichodesmium thiebautii Gomont ex Gomont, Oxytoxum longiceps Schiller and Protoperidinium minimum (Pavillard) Schiller showed a significant correlation with the physical and chemical parameters. Cluster analysis revealed the formation of five groups by depths. Trichodesmium thiebautii was the only species considered constant and dominant in the area surrounding the archipelago for both expeditions. The morphological data found in this study are consistent with the measurements found by various authors in the cited literature. For the phylum cyanobacteria, Trichodesmium hildebrandtii Gomont presented the highest values of cell biovolume and biomass in carbon (1603 μm3 and 254 pgC.μm-3, respectively). In relation to the phylum Dinophyta, Pyrocystis fusiformis Thomson presented the highest values of cell biovolume and biomass in carbon (1.660,269 μm3 and 149,693 pgC.μm-3, respectively) and Prorocentrum balticum (Lohmann) Loeblich presented the lowest values (1145 μm3 and 161 pgC.μm-3, respectively). For the phylum Ochrophyta, Planktoniella sol (C.G.Wallich) Schütt was the only species of the group that was examined, with 63,107 μm3 of cell biovolume and 2250 pgC.μm-3 of biomass in carbon. The data of chlorophyll a and nutrients were considered low in both expeditions, which confirm the oligotrophy of the area. These data indicate that ASPSP can be associated to the island mass effect in the oceanic circulation. Moreover, the horizontal and vertical distribution of the hydrological data in the ASPS shows that this environment is stable in relation to temperature, salinity and dissolved oxygen. However, the results also show that the nutrients interfere directly in the composition of cyanobacteria, even with the dominance of T. thiebautii.

Este trabalho tem por objetivos: o estudo do comportamento dinâmico nãolinear de risers oceânicos, utilizando modos não-lineares de vibração, e o controle ativo das vibrações neles induzidas. Uma formulação não-linear do método dos elementos finitos é utilizada para a modelagem dos sistemas estruturais com vários graus de liberdade. Pela aplicação do método das variedades invariantes ao modelo de elementos finitos, determinam-se os modos normais não-lineares. Para o caso de ressonâncias internas, pode ser necessário determinar multi-modos não-lineares, o que se faz pela aplicação do método das múltiplas escalas. Apreciável esforço científico ainda é necessário para uma compreensão profunda da dinâmica de risers. Muitas das questões em aberto estão relacionadas a aplicações em águas ultraprofundas. Recentemente, novas reservas de óleo e gás foram descobertas no mar brasileiro em águas ultraprofundas, com lâminas dágua superiores a 2500m. Assim, a indústria offshore se depara com um novo conjunto de problemas e desafios relacionados à dinâmica não-linear de risers. Desta forma, a análise modal não-linear pode ter um importante papel na modelagem de Riser- Towers, SCRs (Steel Catenary Riser), entre outros sistemas oceânicos. Um procedimento completo consideraria diversos aspectos como movimentos induzidos por ondas (WIM Wave Induced Motion) e por correntes oceânicas. Nesta última categoria, ressaltam-se as vibrações induzidas por vórtices (VIV Vortex Induced Vibration). A todos esses fenômenos se somam o escoamento interno, deslocamento imposto, contato com o solo marinho, etc. Nota-se que a análise modal não-linear é adequada para representar o comportamento da dinâmica global dos risers por meio de modelos matemáticos com poucos graus de liberdade. Diferenças relevantes entre as abordagens linear e nãolinear são encontradas na forma modal e nos diagramas de fase. Tais diferenças podem ser importantes quando o arrasto e a inércia do fluido forem considerados. Multi-modos são utilizados para abordar ressonâncias internas utilizando análises acopladas que são importantes no caso de excitação multi-modal de modos altos por VIV. De fato, modos não-lineares podem ser úteis na elaboração de modelos matematicamente reduzidos que apresentem uma resposta qualitativa e quantitativamente coerente com a resposta da análise de risers sob carregamentos reais. A análise modal não-linear é uma técnica inovadora que permite um aprofundamento do entendimento do comportamento da dinâmica dos risers e a elaboração de modelos matemáticos com poucos graus de liberdade. Por serem modelos menores, consomem menos tempo de processamento levando a respostas mais rápidas, essenciais para sistemas de controle eficientes. Alguns exemplos de sistemas de controle são estudados neste trabalho. / The present work has the following objectives: deep understanding of the nonlinear structural behaviour of riser dynamics, by using non-linear modal analysis, and the study of these structural systems when an active control system is coupled. The finite element method provides a set of non-linear equations of motion for the structural system considered. These non-linear equations of motion are handled by the so-called invariant manifold approach: non-linear vibration modes are defined as movements whose trajectories in phase space are confined to a two-dimensional invariant manifold. In addition, the method of multiple scales is used to determine the non-linear multi-modes, when internal resonances come into play. Riser dynamics still demands great research efforts, many of the open topics being related to deep and ultra-deep water applications. The offshore industry has already begun to explore in water depths at the limits of the current technology and has plans to access sites over 2500 metre-deep. Therefore, offshore industry will face new challenges concerning the non-linear dynamics of risers. Non-linear modal analysis will play an important role in the project development of hybrid towers, SCRs and so on. A complete design procedure considers several issues associated with the dynamic response to wave-induced motions (WIM) of the Floating Production Unity (FPU) and to ocean currents. In this latter category one may cite vortex-induced motions (VIM) of spar-type FPUs and vortex-induced vibration (VIV). Results point out that non-linear modal analysis is adequate to capture the global dynamic behaviour of risers. Relevant differences with respect to linear analysis might then appear in the modal shape and phase trajectories. Such differences might be important when drag and inertia fluid loads will be further considered. Multi-modes should be considered to approach internal resonance. Coupling analysing may be relevant in the case of multi-modal excitation of higher modes in VIV. Non-linear modes are believed to play an important role in degree-of-freedom model reduction, thus allowing for good qualitative and quantitative response analysis of risers under sea loading. Non-linear modal analysis is an innovative technique that allows for deeper understanding of riser dynamics. In addition, reduced models can be found in order to diminish the processing time. Reducing the calculation time is very important when control systems are considered. This work studies some examples of risers that are controlled by active systems, which are considerably affected by the processing time.

Um modelo oceânico de 1 ½ camadas é desenvolvido e acoplado ao modelo atmosférico tridimensional de meso escala TVM-NH, com a finalidade de estudar a interação entre a circulação atmosférica e o fenômeno de ressurgência costeira na região de Cabo Frio (RJ Brasil). A condição de contorno do modelo oceânico foi testada e provou ser pouco reflexiva. O modelo oceânico demonstrou ser capaz de representar a distribuição espacial e evolução temporal da temperatura da superfície do mar na região de estudo. O modelo acoplado foi então utilizado para estudar a influência conjunta entre a ressurgência costeira e a circulação de brisa marítima. Verificou-se que a brisa marítima intensifica a ressurgência, mas a ressurgência não intensifica a brisa marítima e, portanto, não foi verificada a retroalimentação positiva entre os dois fenômenos. Resultados mostraram que a cobertura do solo não tem influência significativa na circulação atmosférica da região, porém a topografia é fator determinante dos padrões de circulação atmosférica e é a causadora dos jatos de baixos níveis encontrados na região, devendo ser considerada em estudos sobre as circulações atmosférica e oceânica da região. Com ventos predominantes de NE, a topografia acelera o vento em superfície, intensificando indiretamente o fenômeno de ressurgência costeira, e o ar marinho penetra no continente, aumentando a estabilidade estática da atmosfera. Com ventos predominantes de SW, o padrão de ressurgência é interrompido, aumentando a temperatura da superfície do mar, transportando ar continental sobre o oceano e diminuindo a estabilidade da atmosfera. No período de inverno, na situação de interrupção do padrão de ressurgência, a atmosfera é menos estável, principalmente sobre o oceano, e somente nessa situação é observada a presença de brisa terrestre. As correntes oceânicas em superfície, na situação com ressurgência, têm direção principal de nordeste, e, na situação sem ressurgência, têm direção principal de sudeste. O acoplamento dos modelos foi um importante instrumento para o estudo das características da camada limite atmosférica da região de Cabo Frio, pois, nessa região, a circulação atmosférica, a topografia, a circulação oceânica e a evolução espacial e temporal da temperatura da superfície do mar estão fortemente inter-relacionadas. / A 1½-layer oceanic model is developed and coupled to the three-dimensional mesoscale atmospheric model, TVM-NH, to study the interaction between the atmospheric circulation and the coastal upwelling phenomenon at the Cabo Frio area (RJ Brazil). The boundary condition of the oceanic model was tested and it proved to be weakly reflective. The ocean model has been shown to represent the spatial distribution and temporal evolution of the sea surface temperature in the region of study. The coupled model was then used to study the combined influence of coastal upwelling and sea breeze circulation and it was found that the sea breeze intensifies the upwelling, but the upwelling does not enhance the sea breeze. Therefore, it was not found a positive feedback between coastal upwelling and sea breeze. Results showed that the soil cover has no significant influence on the atmospheric circulation in the region, but the topography plays an important role on the pattern of the atmospheric circulation. The topography is the cause of the low level jets found in the area and, therefore, it should be considered in studies of atmospheric and oceanic circulations. With NE prevailing winds, the topography accelerates the surface winds, indirectly intensifying the coastal upwelling phenomenon, and the marine air penetrates over the continent, increasing the static stability of the atmosphere. With SW prevailing winds, the upwelling pattern is disrupted, increasing the sea surface temperature, transporting continental air over the ocean and increasing the instability of the atmosphere. During winter, when the upwelling pattern is disrupted, the atmosphere is less stable, especially over the ocean, and only in this situation it is observed the presence of land-breeze circulation. The surface ocean currents, during upwelling, are mainly from NE direction and, without upwelling, are mainly from SE direction. The coupled model was an important tool for studying the characteristics of the atmospheric boundary layer in the region of Cabo Frio, because, in this region, the atmospheric circulation, topography, ocean circulation and the spatial and temporal evolution of the sea surface temperature are strongly interrelated.

A Ilha da Trindade está localizada a aproximadamente 1150 km da costa de Vitória-ES, é uma das ilhas oceânicas brasileiras e está sob o domínio da Marinha do Brasil. Desde o início de sua ocupação sofreu algumas influências antrópicas, como a derrubada de árvores e a introdução de animais (porcos e cabras). Os metais oriundos da costa ou de navios que passam pela região, estão em destaque entre os contaminantes ambientais que podem alterar o ecossistema da ilha. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi quantificar Al, As, Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Se, Zn e Hg em 300 amostras, compostas por músculo de duas espécies de caranguejo e de fígado e músculo de peixes (duas espécies) e aves (três espécies). Foram verificadas se existiam relações entre parâmetros biológicos (sexo, comprimento, peso), diferenças entre tecidos e entre os períodos de coleta. Nos caranguejos a concentração de Fe em G. lagostoma, e Zn em G. grapsus, foram maiores nos meses mais quentes, nos quais a atividade biológica é maior, sendo uma possível causa para maiores concentrações. Diferentemente dos caranguejos, a espécie M. niger (peixe) apresentou maiores concentrações (Al no músculo e Fe e Zn no Fígado) nos meses mais frios, as concentrações em peixes envolvem muitos fatores além da sazonalidade. Para ambas as espécies de peixes as concentrações de Fe e Zn foram maiores no fígado, assim como para P. arminjoniana (ave) as concentrações de Cu, Fe e Zn também foram maiores no fígado, como era esperado, pois, o fígado é um tecido com grande capacidade de acumular poluentes. Alguns elementos apresentaram correlações com o peso e/ou comprimento, porém todas muito baixas, com exceção do Zn em G. grapsus. Todas as análises de Hg realizada ficaram abaixo do limite de quantificação do método (17,7 µg kg-1). Os metais e semimetais apresentaram resultados semelhantes a estudos desenvolvidos em outras regiões. / The Trindade Island is located approximately 1150 km from the coast of Vitória-ES, is one of Brazilian oceanic islands and is under the control of the Brazilian Navy. At the time the occupation began the island suffered some anthropogenic influences, such as the removal of trees and the animals introduction (pigs and goats). Metals originating from the shore or from ships passing through the region, are highlighting among the environmental contaminants that can change the ecosystem of the island. So the aim of this study was to quantify Al, As, Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Se, Zn and Hg in three hundred samples of muscle of two species of crab and liver and muscle of fish (two species) and seabirds (three species). The relationships between biological parameters (sex, length, weight), differences between tissues and between sampling periods were checked. The concentration of Fe, G. lagostoma (crab), and the Zn, in G. grapsus (crab), showed higher concentrations in the warmer months, in which biological activity is greater, being a possible cause for higher concentrations. Different from crabs, the species M. niger (fish) presented higher concentrations (Al in the muscle and Fe and Zn in the liver) in the colder months, concentrations in fish involve many factors besides the seasonality. For both species of fish concentrations of Fe and Zn were higher in the liver as well as for P. arminjoniana (seabird) concentrations of Cu, Fe and Zn were higher in the liver, like was expected, because the liver is a tissue with a great capacity to accumulate pollutants. Some elements showed correlations with the weight and/or length, but all very low, with the exception of Zn in G. grapsus. All Hg analyzes performed were below the method quantification limit (17.7 µg kg-1). The metals and semimetals showed similar results to studies conducted in other regions.

O presente trabalho tem por objetivo disponibilizar metodologia para o projeto de tratamento de esgoto sanitário através de disposição oceânica com utilização de emissário submarino, para localidades de pequeno porte. Também apresenta metodologia simplificada para obtenção de alguns dados oceanográficos necessários, na perspectiva de atender aos administradores dessas pequenas prefeituras envolvidas nas questões de atendimento de sua população quanto aos serviços de tratamento dos esgotos sanitários. Esses municípios, por serem pequenos e em país em desenvolvimento, carecem de recursos financeiros para as soluções convencionais de tratamento de esgotos sanitários. O trabalho contém uma revisão da bibliografia técnica relativa ao processo objeto deste estudo, não só referente ao projeto hidráulico como também à estabilidade física da tubulação do emissário assentada no leito do mar. Julgou-se necessário a realização, deste trabalho depois que se verificou que a implantação de emissários submarinos com diâmetros até da ordem de 300 mm, em geral tem seus custos inferiores aos dos sistemas convencionais. / This paper aims to provide a simplified methodology for the treatment design of sewage disposal through the use of oceanic outfall locations for small towns. It also features simplified methodology for obtaining oceanographic data needed for those small municipalities management. As these cities are usually on a development phase and have restricted resources to invest on its needs, the designed system becomes very attractive due to its low capital requirement. This work includes a technical review on the subject of this case study, not only regarding the water issues but also related to its physical stability of the outfall pipe at the bottom of the sea.It was felt necessary to organize this work after it was found that the introduction of submarine outfalls with diameters up to around 300 mm, has its costs below those of conventional systems. The most important result from this work is the competitiveness conclusion of the required implementation investment of submarine outfalls, with diameters up to 300 mm.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2017-02-23T13:49:46Z No. of bitstreams: 1 Ilka Siqueira Lima Branco Nunes.pdf: 2141818 bytes, checksum: 9aa7bf11d864f1e1ce580f338251fe3c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-23T13:49:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ilka Siqueira Lima Branco Nunes.pdf: 2141818 bytes, checksum: 9aa7bf11d864f1e1ce580f338251fe3c (MD5) Previous issue date: 2015-05-29 / The south stingray is commonly captured as by-catch in different fisheries, not only in Brazil but also in some parts of South America, and due to the deficiency of available data, there is now a considerable deficit of information to evaluate the population status of the specie. In this context, the main goal of this study was to investigate aspects related to the ecology of the D. americana along the coast of the metropolitan area of Recife, from capture data and acoustic monitoring, and in the Biological Reserve of Atol das Rocas, from observation and movement analysis. On the coast of Recife CPUE´south stingray was higher in Boa Viagem / Piedade (0.33) than in Paiva (0.26). The average monthly CPUE on the beach of Boa Viagem / Piedade was higher in May, while on the beach of Paiva the highest value occurred in June. The annual CPUEs, to the beaches in combination, were higher at the research beginning in 2004 and 2005. Of the 85 specimens, it was possible to identify the sex in 17 animals, of which 16 were females, with DW ranging between 79.00 and 152.00 cm (124.63 ± 20.86), DL between 94.00 and 142.00 cm (113.08 ± 14.14), and TL between 97.00 and 255.00 cm (188.31 ± 54.97); and only one was male, with DW 87.00 cm. Throughout the research was also recorded the occurrence of a food item (Dasyatis marianae) unusual, never described before for D. american diet. The evaluation of the detection from the acoustic monitoring on the reef coastline, in relation to the 24 hour cycle indicated that the majority of the detections occurred over night (96.4%) (X² = 144.857; P <0.0001). The TAH values were higher in the years 2003 (0.76 ± 1.51) and 2008 (1.55 ± 1.76), observing, between 2009 (0.15 ± 0.42) and 2013 ( 0.21 ± 0.57), values consistently lower. The significant decrease of species sightings within the Rocas Atoll raised the possibility of there being a natural population decline in the region. The vertical habitat use pattern for the D. americana showed a strong preference for both tagged stingrays (91.4% and 86.3%, respectively) by hot water (above 28 ° C) and shallow (depths up to 5m) of Rocas Atoll over the monitoring period. The results showed that low depth areas as one of the essential habitats for specie inside to Rocas Atoll. Finally, it is essential that greater efforts are seeking in employees the continuation of an adequate monitoring of their populations in coastal and island waters. / A raia prego é comumente capturada como fauna acompanhante em diferentes pescarias, não apenas no Brasil mas também em grande parte da America do Sul, e devido à deficiência dos dados disponíveis, existe hoje um considerável déficit de informações que permitam avaliar o status populacional da espécie. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo investigar aspectos relacionados à ecologia da D. americana, ao longo do litoral da região metropolitana do Recife, a partir de dados de captura e monitoramento acústico, e na Reserva Biológica do Atol das Rocas a partir de análises de avistagem e movimentação. No litoral de Recife a CPUE das raias prego foi maior em Boa viagem/Piedade (0,33) do que no Paiva (0,26). A CPUE média mensal na praia de Boa Viagem/Piedade foi maior no mês de maio, enquanto que na praia do Paiva o maior valor ocorreu em junho. As CPUEs anuais para as praias de forma combinada foram maiores no início da pesquisa, nos anos de 2004 e 2005. Dos 85 exemplares, foi possível a identificação do sexo em 17 animais, dos quais 16 eram fêmeas, com LD variando entre 79,00 e 152,00 cm (124,63 ± 20,86), CD entre 94,00 e 142,00 cm (113,08 ± 14,14), e CT entre 97,00 e 255,00 cm (188,31 ± 54,97); e apenas um era macho, com LD de 87,00 cm. Ao longo da pesquisa foi registrada ainda a ocorrência de um item alimentar (Dasyatis marianae) não usual, jamais antes descrito para dieta da D. americana. A avaliação das detecções do monitoramento acústico no litoral de Recife, em relação ao ciclo de 24 horas indicou que a maior parte das detecções ocorreram ao longo do período noturno (96,4%) (X²= 144,857; P< 0,0001). Os valores de TAH foram maiores entre os anos de 2003 (0,76 ± 1,51) e 2008 (1,55 ± 1,76), observando-se, entre 2009 (0,15 ± 0,42) e 2013 (0,21 ± 0,57), valores consistentemente mais baixos. A diminuição significativa das avistagens da espécie no interior do Atol das Rocas suscita a possibilidade de estar existindo um declínio natural da população na região. O padrão de uso do habitat vertical para a D. americana mostrou uma forte preferência, para ambas as raias marcadas (91,4% e 86,3%, respectivamente), pelas águas quentes (acima dos 28°C) e rasas (profundidades de até 5m) do Atol das Rocas, ao longo do período do monitoramento. Os resultados evidenciaram que as áreas de baixa profundidade como um dos habitas essenciais para espécie no Atol das Rocas. Por fim, é imprescindível que maiores esforços sejam empregados em busca da continuação de um adequado monitoramento de suas populações em águas costeiras e insulares.