Variações dos tempos de percurso de fases P e PKP foram usados para tomografia sísmica do manto superior sob o sudeste e centro-oeste do Brasil. Os principais objetivos foram: Melhorar a resolução obtida pelos estudos anteriores (VanDecar et al,. 1995; Escalante, 2002; Schimmel et al., 2003, feitos de 1992 a 2001) com a inclusão de novos dados e estações, mapear as áreas que não tinham sido cobertas pelas estações anteriores, tentar mostrar a consistência da base de dados, principalmente relacionada às novas estações e verificar a robustez das anomalias encontradas. Foi estudada a influência das estações localizadas nas regiões anômalas através de inversões secundárias (retirando estações). Nesta base foram incluídos registros recentes do ano 2002 e também em registros de 2000 e 2001 para eventos utilizados nos trabalhos anteriores. Os resultados confirmaram as estruturas observadas nos trabalhos anteriores e também revelaram novas regiões anômalas, particularmente no sul do estado de Mato Grosso. Das anomalias observadas nos trabalhos anteriores, confirmamos em nossos resultados o Cráton do São Francisco como uma anomalia de alta velocidade, com suas raízes chegando a 250 km de profundidade, a anomalia de baixa velocidade interpretada como resto fóssil da pluma de Tristan da Cunha VanDecar et al. (1995), a boa correlação das anomalias rasas de baixa velocidade com as intrusões alcalinas do Cretáceo Superior Schimmel et al., (2003), a anomalia de baixa velocidade inferida por Escalante (2002) na região de Iporá em Goiás (possível região do impacto inicial da pluma de Trindade), uma anomalia de alta velocidade sob a região da Bacia do Paraná (profundidades rasas) interpretada inicialmente por Schimmel et al. (2003) como possível núcleo cratônico da Bacia do Paraná e também, nesta mesma região (maiores profundidades), uma anomalia de alta velocidade interpretada como a litosfera subduzida da Placa de Nazca (Schimmel et al., 2003 e Escalante, 2002). A nova base permitiu a expansão da área de estudo e o imageamento de anomalias de baixa velocidade na província ígnea de Poxoréu em Mato Grosso, as quais são consistentes com o afinamento litosferico proposto no modelo de Thompson et al. (1998). / Variations of P and PKP travel times were used for seismic tomography of the upper mantle beneath southeast and central Brazil. Our principal objectives were: To improve the resolution obtained by the previous studies (carried out by VanDecar et al., 1995; Escalante, 2002; Schimmel et al., 2003 between 1992 and 2001) with inclusion of new data and stations, to map areas not covered by previous stations, to show the consistency of the database, mainly of the related to the new stations and to verify the robustness of the detected anomalies. The influence of the stations located in the anomalous areas was studied through secondary inversions (removing stations). The new data set includes recent records of 2002 and also new records from 2000 and 2001 for events used in the previous works. Our results confirm the structures observed in the previous works and also revealed new anomalous regions, particularly in the south of the Mato Grosso state. We confirmed the anomalies observed in the previous works: The São Francisco cráton has as a high-velocity anomaly, with roots down to 250 km depth, the low velocity anomaly interpreted as a fossil remnant of the Tristão da Cunha plume (VanDecar et al. 1995), the good correlation of the shallow low velocity anomalies with the alkaline intrusions of the Late-Cretaceous (Schimmel et al. 2003), the low velocity anomaly inferred by Escalante (2002) in the Iporá igneous province in Goiás (possible area of the initial impact of the plume of Trindade), a high-velocity anomaly under the Paraná Basin (shallow depths) interpreted initially by Schimmel et al. (2003) as possible cratonic nucleus of the Paraná Basin and also, in this same area (larger depths), a high-velocity anomaly interpreted as the slab of the Nazca Plate (Schimmel et al., 2003 and Escalante, 2002). The new data set allowed the expansion of the study area and the imaging of low velocity anomalies in the igneous province of Poxoréu in Mato Grosso, which are consistent with the model of litospheric thinning proposed by Thompson et al. (1998).

Variações dos tempos de percurso de fases P e PKP foram usados para tomografia sísmica do manto superior sob o sudeste e centro-oeste do Brasil. Os principais objetivos foram: Melhorar a resolução obtida pelos estudos anteriores (VanDecar et al,. 1995; Escalante, 2002; Schimmel et al., 2003, feitos de 1992 a 2001) com a inclusão de novos dados e estações, mapear as áreas que não tinham sido cobertas pelas estações anteriores, tentar mostrar a consistência da base de dados, principalmente relacionada às novas estações e verificar a robustez das anomalias encontradas. Foi estudada a influência das estações localizadas nas regiões anômalas através de inversões secundárias (retirando estações). Nesta base foram incluídos registros recentes do ano 2002 e também em registros de 2000 e 2001 para eventos utilizados nos trabalhos anteriores. Os resultados confirmaram as estruturas observadas nos trabalhos anteriores e também revelaram novas regiões anômalas, particularmente no sul do estado de Mato Grosso. Das anomalias observadas nos trabalhos anteriores, confirmamos em nossos resultados o Cráton do São Francisco como uma anomalia de alta velocidade, com suas raízes chegando a 250 km de profundidade, a anomalia de baixa velocidade interpretada como resto fóssil da pluma de Tristan da Cunha VanDecar et al. (1995), a boa correlação das anomalias rasas de baixa velocidade com as intrusões alcalinas do Cretáceo Superior Schimmel et al., (2003), a anomalia de baixa velocidade inferida por Escalante (2002) na região de Iporá em Goiás (possível região do impacto inicial da pluma de Trindade), uma anomalia de alta velocidade sob a região da Bacia do Paraná (profundidades rasas) interpretada inicialmente por Schimmel et al. (2003) como possível núcleo cratônico da Bacia do Paraná e também, nesta mesma região (maiores profundidades), uma anomalia de alta velocidade interpretada como a litosfera subduzida da Placa de Nazca (Schimmel et al., 2003 e Escalante, 2002). A nova base permitiu a expansão da área de estudo e o imageamento de anomalias de baixa velocidade na província ígnea de Poxoréu em Mato Grosso, as quais são consistentes com o afinamento litosferico proposto no modelo de Thompson et al. (1998). / Variations of P and PKP travel times were used for seismic tomography of the upper mantle beneath southeast and central Brazil. Our principal objectives were: To improve the resolution obtained by the previous studies (carried out by VanDecar et al., 1995; Escalante, 2002; Schimmel et al., 2003 between 1992 and 2001) with inclusion of new data and stations, to map areas not covered by previous stations, to show the consistency of the database, mainly of the related to the new stations and to verify the robustness of the detected anomalies. The influence of the stations located in the anomalous areas was studied through secondary inversions (removing stations). The new data set includes recent records of 2002 and also new records from 2000 and 2001 for events used in the previous works. Our results confirm the structures observed in the previous works and also revealed new anomalous regions, particularly in the south of the Mato Grosso state. We confirmed the anomalies observed in the previous works: The São Francisco cráton has as a high-velocity anomaly, with roots down to 250 km depth, the low velocity anomaly interpreted as a fossil remnant of the Tristão da Cunha plume (VanDecar et al. 1995), the good correlation of the shallow low velocity anomalies with the alkaline intrusions of the Late-Cretaceous (Schimmel et al. 2003), the low velocity anomaly inferred by Escalante (2002) in the Iporá igneous province in Goiás (possible area of the initial impact of the plume of Trindade), a high-velocity anomaly under the Paraná Basin (shallow depths) interpreted initially by Schimmel et al. (2003) as possible cratonic nucleus of the Paraná Basin and also, in this same area (larger depths), a high-velocity anomaly interpreted as the slab of the Nazca Plate (Schimmel et al., 2003 and Escalante, 2002). The new data set allowed the expansion of the study area and the imaging of low velocity anomalies in the igneous province of Poxoréu in Mato Grosso, which are consistent with the model of litospheric thinning proposed by Thompson et al. (1998).

[pt] A questão da poluição ambiental está recebendo cada vez mais importância. Por esse motivo, os estudos relacionados a processos de dispersão de poluentes estão ganhando cada vez mais destaques. Como estudos em campo são mais custosos, os estudos realizados em laboratório, com modelos reduzidos, estão sendo mais aplicáveis, uma vez que permitem análises de problemas específicos. Este trabalho tem como objetivo realizar um estudo exploratório em um túnel de vento do comportamento de uma pluma emitida por uma chaminé, que permita modificações nas condições de velocidade e temperatura da pluma. Para isso, foi realizada a reprodução da camada limite atmosférica, através do Método de Irwin, simulando um ambiente suburbano, em que o perfil de velocidades média foi medido com a técnica de Anemometria de Fio Quente. Foram realizados ensaios para três condições do escoamento principal e levantados os perfis de velocidade e intensidade turbulenta à jusante da chaminé. Foi realizado um estudo da inclinação da pluma, tanto pela influência da velocidade, quanto pela diferença de temperatura da pluma em relação à do escoamento principal, que foi variada em 10 e 20 graus Celsius. As análises de concentração foram possíveis através das imagens obtidas com a técnica de Velocimetria por Imagem de Partículas. Foram feitas análises do perfil de concentração a diferentes posições a sotavento da chaminé e o coeficiente de dispersão vertical obtido foi comparado com diversas literaturas conhecidas. / [en] Environmental pollution issue is becoming increasingly important. For this reason, studies related to processes of atmospheric dispersion of pollutants are gaining prominence. Since studies in situ are expensive, laboratory studies with reduced models are useful, since specific problem can be investigated. The present work performs an experimental study, in a wind tunnel, evaluating the behavior of a plume generated by a chimney. For this, the reproduction of the atmospheric boundary layer was made, using the Irwin method, simulating a suburban environment, in which the mean velocity profile was measured with the Hot Wire Anemometry technique. Tests were performed for three main flow conditions and the profiles of velocity and turbulent intensity were made upstream of the stack. A study of the bent of the plume was made, both by the influence of the velocity, and by the temperature difference between the plume and the main flow, that was varied at 10 and 20 degrees Celsius. The concentration analyzes were possible through the images obtained with the Particle Image Velocimetry technique. Concentration profile analyzes were performed at different leeward positions of the chimney and the vertical dispersion coefficient obtained was compared with several known literatures.

[pt] Este trabalho apresenta uma investigação experimental do escoamento induzido pela interação entre uma pluma de bolhas e um escoamento cruzado oscilatório. Condições de escoamento similares podem ser encontrados em processos de aeração artificial utilizados na mitigação da poluição nos rios e na representação de vazamento de gás natural no fundo dos oceanos. No presente trabalho, ondas superficiais controladas foram inseridas em um canal de água para gerar oscilações na corrente do escoamento cruzado. As ondas foram geradas a partir de uma placa móvel na superfície da água e determinadas condições de escoamento instável foram selecionadas para a investigação. O ar foi injetado pelo fundo do canal para formar a pluma de bolhas. A técnica Particle Image Velocimetry (PIV) foi empregada para medir a velocidade do escoamento. Antes da estimativa da velocidade, as imagens foram pré-processadas aplicando-se rotinas desenvolvidas no Matlab a fim de distinguir as partículas traçadoras das bolhas de ar e criar máscaras dinâmicas para as imagens do sistema PIV. Assim, o campo vetorial de velocidade foi estimado utilizando algoritmos padrão do PIV. Além disso, as propriedades das bolhas, como tamanho e velocidade, também foram estimadas a partir das imagens adquiridas. Finalmente, foi analisada a interação entre a pluma de bolhas com o escoamento cruzado instável. / [en] This work presents an experimental investigation of the flow field induced by the interaction between a bubble plume and an oscillating cross flow. Similar flow conditions can be found in artificial aeration processes used for mitigation of pollution contamination in rivers and submarine outfalls in coastal areas. The mixing zone is highly dependent of the flow field near the plume hence the efficiency of aeration processes. In the present work, controlled surface waves were introduced to generate oscillations in streamwise and wall normal components of the cross flow. The waves were excited with a moving paddle and unsteady flow conditions were selected for the investigation. Air was injected in the bottom wall of the water channel to form the bubble plume. Particle Image Velocimetry (PIV) techniques were employed to measure the velocity flow field. Prior to velocity estimation, images were pre-processed using Matlab routines in order to distinguish tracer particles from air bubbles and to create a dynamic mask for the PIV images. Thus, the velocity vector field was estimated using standard PIV algorithms. In addition, properties of the bubbles, such as size and velocity, were also estimated from the acquired images. Finally, the interaction between the bubble plume with the unsteady cross flow was analyzed.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-03-16Bitstream added on 2014-06-13T19:42:52Z : No. of bitstreams: 1 pede_maz_dr_rcla.pdf: 2841487 bytes, checksum: de1d5493e8e836dce3976583bb30b638 (MD5) / Vazamentos acidentais de derivados de petróleo podem ocorrer em refinarias, dutos, postos de serviços e no transporte rodoviário ou ferroviário, ocasionando diversos impactos ambientais. Este trabalho teve por objetivo avaliar o comportamento de uma pluma de fase livre de querosene, presente em uma área industrial no município de Paulínia (SP), e estudar a recuperação de querosene em resposta à variação sazonal das chuvas. A área de estudo apresentou seis litotipos de origem fluvial, destacando-se a presença de paleocanais preenchidos por areias grossas. Verificou-se que as grandes variações nos níveis d`água proporcionam o fenômeno de trapeamento/destrapeamento do querosene, afetando diretamente o processo de remediação. A área apresenta altas taxas de recarga, variando de 370 mm a 550 mm em um ano. Após 40 meses de remediação, em que se procedeu ao bombeamento de oito poços, foram recuperados 176.000 litros de querosene. O período de maior recuperação foi de outubro a janeiro. Cálculos efetuados a partir dos índices físicos do solo, das propriedades físicas do querosene e da espessura observada de fase livre, em dezembro de 2008, permitiram estimar um volume remanescente recuperável de 192.000 litros de querosene no subsolo / Accidental spills of petroleum products may occur in refineries, pipelines, and service stations, as well as during roadway and railway transportation, causing environmental damages. The main objective of this thesis is to evaluate the behavior of a kerosene free phase plume in an industrial area of the municipality of Paulinia, and evaluate the role of water table fluctuation on hydrocarbon recovery. Six lithofacies deposited in fluvial environment were identified, in particular paleochannels filled by coarse grain sands. An important finding was large water table fluctuation induce entrapment/release of kerosene, greatly affecting aquifer remediation. The studied aquifer underwent high recharge rates of 370 mm to 550 mm per year. Throughout 40 months of remediation, in which eight submersible pumps were employed, 176.000 liters of kerosene were recovered. The largest period of kerosene recovery was in the interval comprising October to January. Calculations using soil physical indexes, physical properties of kerosene and the observed thickness of free phase, as measured in December of 2008, allowed to estimate a volume of 192.000 liters of recoverable remnant kerosene yet in the ground

Os derramamentos de petróleo são consequência inevitável e indesejável da produção e transporte do petróleo e seus derivados. A maioria desses derramamentos são relativamente pequenos, mas alguns deles são grandes o suficiente para causar significativo impacto ambiental. Nessas situações, os modelos computacionais são ferramentas importantes para estimar a trajetória, dimensionamento e comportamento do óleo derramado no ambiente marinho, sendo determinantes na elaboração de planos de ação e trabalho das equipes de resposta. O transporte e destino de óleo offshore derramado são regidos majoritariamente, no curto período, por processos de transporte e de transformação físico-químicos e no longo período por processos de degradação biológica, de acordo com as condições ambientais locais (oceânicas e atmosféricas). Os principais processos que atuam sobre as manchas de óleo offshore incluem, no curto período, advecção, difusão turbulenta, espalhamento superficial, evaporação, dissolução, emulsificação, sedimentação e a interação de mancha de óleo com a linha da costa. O STFM (Spill, Transport and Fate Model) foi o modelo computacional desenvolvido nesse trabalho. Os algoritmos foram desenvolvidos com base em formulações físico-químicas propostas na literatura, sendo testadas as proposições de diversos autores e selecionadas as equações que apresentaram melhores resultado para integrar o conjunto físico-químico que compõe o STFM. Os resultados do trabalho mostraram que o STFM apresentou desempenho superior aos demais modelos testados na descrição do espalhamento e difusão dando mais estabilidade à mancha por utilizar a derivação de Dodge para a proposta de espalhamento de Fay e substituir o método usual de Randon Walk por Randon Flight (avançado no tempo) na forma canônica dada por Lynch. O algoritmo do STFM também traz outra evolução importante ao incluir um modelo de evaporação baseado nas equações empíricas de Fingas, substituindo as atuais parametrizações baseadas no ADIOS2 e nos métodos de pseudocomponentes. / Oil and its by-products spills are an inevitable and undesirable consequence of their production and transportation. Even though these spills are relatively small, some of them are large enough to cause significant environmental impact. Taken this into account, the computational models are important tools to estimate the trajectory, dimensioning and behavior of the oil spilled in the marine environment, being also determinants to elaborate action plans for response teams work. The transportation and fate of oil spills are governed in the short term by physical-chemical transport and transformation processes and in the long term by biological degradation processes, according to local environmental conditions (oceanic and atmospheric). The main processes that act on offshore oil spills include, in the short term, advection, turbulent diffusion, surface scattering, evaporation, dissolution, emulsification, sedimentation and the interaction of oil slick according to the coast line. The Spill, Transport and Fate Model (STFM) was the computational model developed in this work. The algorithms were developed based on physicochemical formulations proposed in literature, being the propositions of several authors tested and the equations which presented the best results were selected to integrate the physical-chemical set that makes up the STFM. The STFM results presented superior performance, giving more stability to the stain, compared to the other models tested in the scattering and diffusion description, by using the Dodge derivation for the Fay spreading proposal and by replacing the usual \"Randon Walk\" method by \"Randon Flight\" (advanced in time) in the canonical form given by Lynch. The STFM algorithm also brings forward another important evolution by including an evaporation model based on Fingas empirical equations, replacing the current parameterizations based on ADIOS2 and pseudo component methods.

Os derramamentos de petróleo são consequência inevitável e indesejável da produção e transporte do petróleo e seus derivados. A maioria desses derramamentos são relativamente pequenos, mas alguns deles são grandes o suficiente para causar significativo impacto ambiental. Nessas situações, os modelos computacionais são ferramentas importantes para estimar a trajetória, dimensionamento e comportamento do óleo derramado no ambiente marinho, sendo determinantes na elaboração de planos de ação e trabalho das equipes de resposta. O transporte e destino de óleo offshore derramado são regidos majoritariamente, no curto período, por processos de transporte e de transformação físico-químicos e no longo período por processos de degradação biológica, de acordo com as condições ambientais locais (oceânicas e atmosféricas). Os principais processos que atuam sobre as manchas de óleo offshore incluem, no curto período, advecção, difusão turbulenta, espalhamento superficial, evaporação, dissolução, emulsificação, sedimentação e a interação de mancha de óleo com a linha da costa. O STFM (Spill, Transport and Fate Model) foi o modelo computacional desenvolvido nesse trabalho. Os algoritmos foram desenvolvidos com base em formulações físico-químicas propostas na literatura, sendo testadas as proposições de diversos autores e selecionadas as equações que apresentaram melhores resultado para integrar o conjunto físico-químico que compõe o STFM. Os resultados do trabalho mostraram que o STFM apresentou desempenho superior aos demais modelos testados na descrição do espalhamento e difusão dando mais estabilidade à mancha por utilizar a derivação de Dodge para a proposta de espalhamento de Fay e substituir o método usual de Randon Walk por Randon Flight (avançado no tempo) na forma canônica dada por Lynch. O algoritmo do STFM também traz outra evolução importante ao incluir um modelo de evaporação baseado nas equações empíricas de Fingas, substituindo as atuais parametrizações baseadas no ADIOS2 e nos métodos de pseudocomponentes. / Oil and its by-products spills are an inevitable and undesirable consequence of their production and transportation. Even though these spills are relatively small, some of them are large enough to cause significant environmental impact. Taken this into account, the computational models are important tools to estimate the trajectory, dimensioning and behavior of the oil spilled in the marine environment, being also determinants to elaborate action plans for response teams work. The transportation and fate of oil spills are governed in the short term by physical-chemical transport and transformation processes and in the long term by biological degradation processes, according to local environmental conditions (oceanic and atmospheric). The main processes that act on offshore oil spills include, in the short term, advection, turbulent diffusion, surface scattering, evaporation, dissolution, emulsification, sedimentation and the interaction of oil slick according to the coast line. The Spill, Transport and Fate Model (STFM) was the computational model developed in this work. The algorithms were developed based on physicochemical formulations proposed in literature, being the propositions of several authors tested and the equations which presented the best results were selected to integrate the physical-chemical set that makes up the STFM. The STFM results presented superior performance, giving more stability to the stain, compared to the other models tested in the scattering and diffusion description, by using the Dodge derivation for the Fay spreading proposal and by replacing the usual \"Randon Walk\" method by \"Randon Flight\" (advanced in time) in the canonical form given by Lynch. The STFM algorithm also brings forward another important evolution by including an evaporation model based on Fingas empirical equations, replacing the current parameterizations based on ADIOS2 and pseudo component methods.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-07-09T16:42:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoPlumaContaminacao.pdf: 16920806 bytes, checksum: 7ef1a9ebffc62a8cb394d04d0d7d3811 (MD5) / Rejected by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br), reason: Indexar os assuntos on 2014-08-07T16:05:52Z (GMT) / Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-09-09T16:51:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoPlumaContaminacao.pdf: 16920806 bytes, checksum: 7ef1a9ebffc62a8cb394d04d0d7d3811 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-19T14:37:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoPlumaContaminacao.pdf: 16920806 bytes, checksum: 7ef1a9ebffc62a8cb394d04d0d7d3811 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-19T14:37:28Z (GMT). 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Como as medidas de GPR foram repetidas no período chuvoso, foi possível observar a redução da atenuação em perfil rico em areia, indicando a lixiviação dos ácidos graxos oriundos da biodegradação dos hidrocarbonetos, bem como o aumento da atenuação provocada pela argila, devido a sua elevada porosidade, e também, possivelmente, pelo aumento da biodegradação dos hidrocarbonetos que ficam retidos na argila. Este resultado constitui o primeiro caso inserido no simulador geofísico, experimento que permite mostrar o uso de diferentes métodos geofísicos. O simulador possui duas telas computacionais, a debaixo para simulação do modelo de subsuperfície escolhido e, a tela de cima, para representação da resposta geofísica obtida com o auxílio de uma unidade ótica que percorre o perfil representado na tela debaixo. Trata-se de uma modelagem analógica com recursos computacionais ainda não reportada na literatura, que permitirá mostrar diversos casos investigados constantes em dissertações e teses. O simulador poderá ser deslocado para empresas, universidades e secretarias, que fazem ou podem fazer uso da Geofísica, além de praças, escolas, etc., contribuindo de forma incisiva para a difusão da Geofísica como ferramenta na gestão de áreas contaminadas bem como para chamar a atenção da população para diferentes tipos de problemas, de modo a instruí-la sobre os mesmos. / The geophysical investigation of a possible hydrocarbon-contaminated site in Belém, Pará, state of Brazil, as well as the development of a geophysical simulator for education are described in this work. Thirteen profiles have been done with the electromagnetic geophysical method of Ground Penetrating Radar (GPR). The geophysical results together with the preexisting results from boreholes, Volatile Organics Compounds (VOC) and Benzene-Tolueno-Etil-benzene-Xileno (BTEX) had identified zones of low reflection of the electromagnetic signal (attenuated zones) in areas with dominantly sand, which could indicate the presence of contamination. The GPR profiles were repeated in the rainy period. This showed a reduction of the attenuation in zones in sand, which could indicate the leaching of the organic acids derived from the biodegradation of the hydrocarbons, as well as an increase in the attenuation in clay-rich zones, due the high porosity of the clay and also, possibly due to the increase of the biodegradation of the hydrocarbons that are restrained in the clay. The result of this investigation is the first case used in the geophysical simulator, an experiment that allows one to show the use of different geophysical methods. The simulator has two computational screens, one for simulation of the selected subsurface model (for example the hydrocarbon-contaminated site), and a screen above the first one that shows the geophysical results obtained for the subsurface model when an optics unit is moved along the model transect. The simulator uses analog modeling with the help of computational aids that are not yet reported in the literature; one can show different studies that were done in the past and which are now parts of dissertations and theses. The simulator can be moved to companies, schools, universities and government agencies, that make or can make use of Geophysics. Additionally, it can be taken to parks and schools, in order to contribute to the dissemination of Geophysics as a tool in the management of contaminated areas. Finally, the simulator will be useful for calling the attention of the population to different types of problems, as well as to instruct them about these problems and their solutions.

Aquesta tesi permet adquirir una millor comprensió de la dinàmica dels plomalls hidrotèrmics en l'estany de Banyoles i correlacionar la meteorologia amb els processos de fluïdització que s'hi produeixen. S'han trobat els patrons atmosfèrics que generen els esdeveniments de les fluïditzacions així com la seva freqüència. Això és crucial per a determinar la qualitat de l'aigua de l'estany. S'han trobat inhomogeneïtats espacials tant en el plomall crònic que es desenvolupa en la cubeta B1, com en el plomall episòdic de la cubeta B2. S'ha caracteritzat l'estructura del plomall generat a la cubeta B2 i s'ha comparat amb el desenvolupat a la cubeta B1. Finalment, s'han realitzat simulacions numèriques mitjançant un model numèric: MIT General Circulation Model, en el qual s'ha hagut de fer canvis en les condicions de contorn per a situar la font convectiva al fons de la columna d'aigua. Les simulacions s'han comparat amb els resultats experimentals trobats mitjançant campanyes. / The aim of this thesis is to acquire a better understanding of the dynamics of the hydrothermal plumes in the lake and to gain more insight into the interrelationship between meteorology and fluidization. They have been found the atmospheric patterns that generate the fluidization events, as well as their frequency. This is crucial to determining the water quality of Lake Banyoles. They have been found spatial inhomogeneities of the chronic thermal plume found in B1 and of the episodic thermal plume in B2. The structure of thermal plume in B2 has been characterized and compared to the plume developed in B1. Finally, it has been used a numerical model: MIT General Circulation Model. It has been necessary to modify the boundary conditions moving the buoyancy source from the top of the water surface to the bottom. Results have been compared to experimental data undertaken from the field campaigns.

A T E N C I Ó ! ! !Per consultar aquesta tesi cal navegar partint del fitxer 0INICI.pdfRESUMENLas variables físicas que describen la mezcla, son perfectamente comparables para experimentos de laboratorio estudiados por un nutrido grupo de investigadores en la dinámica de fluidos medioambientales. En este trabajo se relacionan variables de tipo físicas y biológicas y se destaca el uso de las primeras como ayuda en la interpretación de las variables biológicas, demostrándose su utilidad. Se utilizan además distintos experimentos de laboratorio enfocados al estudio de la dinámica de la mezcla turbulenta en un flujo estratificado inducida por cizalla y a las escalas de las estructuras inducidas por dinámica de la pluma en el delta. Este objetivo se lleva a cabo describiendo las características de un ambientes estuarino y de la pluma por medio de indicadores como el número de Richardson y de Reynolds. Para ello se emplea una metodología avanzada de toma de muestras, técnicas experimentales de laboratorio como procesamiento de imágenes y técnicas numéricas para la modelización de la pluma en la desembocadura del estuario.El estuario bajo estudio se encuentra presente en el delta del Ebro, donde existe la mayor parte de año una cuña estable que es controlada principalmente por los caudales locales del río. Con la finalidad de observar una cuña estable, se realizo una campaña en el mes de julio de 1997. Adicionalmente para la obtención de variable a partir de las cuales puede hacerse una descripción de la dinámica de la mezcla y la obtención de variables biológicas, se desarrollaron una serie de campañas donde se buscaron diferentes condiciones del flujo del río que determina la mezcla en el estuario; estas campañas se realizaron las fechas del 5 de abril de 1998, 12 de julio, 5 de octubre de 1999 y 5 de febrero de 2000. En este trabajo junto al trabajo de campo, se realizan experimentos de laboratorio y simulaciones numéricas; se establece además un criterio cuantitativo del inicio y final de una capa de una estratificación en la columna de agua, se establecen zonas características de la mezcla en el estuario, la distancia de la cabeza de la pluma en cualquier punto del estuario incluyendo la boca a partir de la medida de la densidad mínima en la columna de agua, que la medida de los caudales locales maneja dinámica de la mezcla tanto en el cuerpo del estuario como en la pluma, además de medidas de eficiencia de mezcla, relaciones de la abundancia de organismos típicos de agua marina en el estuario de acuerdo a uno de los descriptores de la mezcla como el número de Reynolds, se describe la dinámica general de la circulación superficial inducida por la pluma en la zona costera adyacente del delta del Ebro por medio del seguimiento de partículas trazadoras y de la circulación en la columna de agua por seguimiento de colorante, por último se comparan las estructuras y escalas dominantes observadas experimentalmente con estructuras observadas por medio de percepción remota y simulaciones numéricas obteniéndose una buena correlación con los tendencias las medidas naturales y experimentales de laboratorio y numéricas. / Physical variables that describe mixing are compared with experimental laboratory results from a large number of studies of mixing dynamics in environmental fluids to find habitat regimes for primary production. The work relates physical and biological variables, and emphasises the utility of laboratory studies. Several laboratory experiments that focused on turbulent mixing dynamics in stratified shear flows are used to describe (a) mixing in the estuary and (b) induced circulation in the river plume. Mixing descriptors as entrainment, Richardson number and Reynolds number and field data were employed, and advanced techniques of laboratory simulations, image processing and numerical modelling were used to match (a) to (b). Four kinds of experiments were used to describe the dynamics in the whole estuary. 1) Mixing turbulence across a density interface generated by an oscillating grid inside a mixing-box. 2) The horizontal advance of a turbulent front in a stratified system with a lateral current, inside a 1 m x 1 m square box. 3) Induced circulation in the delta del Ebro slope and shelf that were performed with an experimental model in a 2 m x 4 m rectangular tank on a 5-m diameter turntable. 4) Dispersion simulations in the river plume with the OCK3D code. Experiments 1 and 2 were developed in the UPC applied physic laboratories in Barcelona, experiments 3 were performed in the SINTEF laboratories in Trondheim and numerical experiments 4 were realized in the LSEET laboratories in Toulon. The estuary under study is the delta of the del Ebro, where a stable saline wedge is present the greater part of the year, driven by the river flow. A field campaign was carried out to observe a complete large stable saline wedge during the month of July of 1997. Additionally, to obtain the physical descriptors, cruises were made on 5 April, 1998, 12 July and 5 October, 1999 and 5 February, 2000 to observe several flow conditions in the river estuary. Particle tracking and optical measurements in the water column were used to study the induced length scale dynamics in the shelf and slope of the delta del Ebro. The dominant structures and scales from SAR images and numerical and laboratory simulations were compared with the field data.With the help of laboratory and field experiments and numerical simulations, qualitative criteria were suggested to determine the extent of the interface ending in a stratified water column, the different mixing characteristic zones within the estuary, and the distance of the estuary head, since elsewhere points in the estuary (including the river mouth) are obtained by means of the minimum density in the water column. Both estuary mixing and plume dynamics are driven by the local flow. In the present analysis of mixing efficiency, the phytoplankton abundance is in accord with the Reynolds number as a mixing descriptor.