Publicações de 2021
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Dissertação - Andres Eloy Piñango Jauregui
Carbono antropogênico, acidificação oceânica e outras mudanças do sistema carbonato no Atlântico Sul
Autor: Andres Eloy Piñango Jauregui (Currículo Lattes)
Resumo
As atividades humanas desenvolvidas desde a revolução industrial até hoje originaram o aumento da concentração de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera nos últimos 270 anos em mais de 150 ppm. Os oceanos desempenham um papel importante no equilíbrio do ciclo do carbono, absorvendo ~25% das emissões antropogênicas. No entanto, múltiplas perturbações químicas, entre as quais se destacam a diminuição do pH e da concentração de CO3 -2 , surgiram como consequência desta captação anormal de carbono, com o potencial de afetar negativamente ecossistemas inteiros. No oceano Atlântico Sul a camada influenciada pelo vento é ventilada através da formação de massas de água que ocupam as camadas central e intermediária. Por meio dos processos de formação de massa de água, o carbono antropogênico (Cant) é introduzido no interior do oceano, o que, por sua vez, torna a região do Atlântico Sul vulnerável ao processo de acidificação. A concentração de Cant e a acidificação associada já foram estimadas para algumas seções hidrográficas específicas na região desde a década de 1980, sendo ainda necessário uma avaliação abrangente em toda a bacia do oceano Atlântico Sul. Neste estudo, quantificamos as taxas de acumulação de Cant e examinamos as mudanças nas propriedades do sistema carbonato para o Atlântico Sul usando um método modificado de regressão linear múltipla estendida ao longo de seis seções de repetição hidrográfica presentes no banco de dados GLODAPv2.2020. Uma mudança média no inventário de Cant de 0,71 ± 0,35 mol C m−2 ano−1 foi encontrada de 1989 a 2019. Taxas de acumulação de Cant de 0,89 ± 0,33 μmol kg−1 ano−1 e 0,30 ± 0,29 μmol kg−1 ano−1 foram observadas nas águas centrais e intermediárias da área de estudo, acompanhadas por taxas de acidificação de −0,0020 ± 0,0007 unidades de pH ano−1 e −0,0009 ± 0,0009 unidades de pH ano−1 , respetivamente. Além disso, um aumento da remineralização da matéria orgânica nas águas intermediárias foi observado, amplificando a acidificação dessa massa de água, principalmente na costa africana ao longo de 25°S. Este aumento de carbono inorgânico dissolvido está provavelmente relacionado ao aumento da atividade biológica, juntamente com mudanças na dinâmica de entrada de águas oriundas do oceano Índico. Assumindo que não haja mudanças nas tendências observadas, as águas intermediárias (água centrais na margem leste) se tornarão insaturadas em aragonita em ~70 anos (~20 anos).
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Dissertação - Beatriz Feltrin Canever
Influência da hidrodinâmica nas florações de cianobactérias na Lagoa dos Patos, RS
Autor: Beatriz Feltrin Canever (Currículo Lattes)
Resumo
Florações de algas nocivas afetam negativamente a economia, o turismo e a saúde humana e animal. As mudanças climáticas e a eutrofização tendem a aumentar os riscos destas florações, porém pouco se sabe sobre a influência desses fatores para a região da Lagoa dos Patos. Florações de cianobactérias tóxicas existem na Lagoa dos Patos naturalmente, e são registradas desde o começo do século XX, aparecendo todo verão. Durante o verão de 2019/20 duas manchas de florações foram observadas no corpo lagunar, entretanto, o monitoramento das florações é dificultado pelo tamanho da lagoa, métodos tradicionais de coleta de dados demandam tempo e recursos financeiros extensivos, o que nem sempre é possível. Desta maneira, dois métodos indiretos de coleta e análise de dados foram utilizados para acompanhar as florações de cianobactérias: sensoriamento remoto e modelagem numérica. [Manuscrito I] Para a análise do verão de 2019/20 foi utilizado um índice de clorofila a, NDCI (Normalized Difference Clorophyll Index), comparado com o vento, descarga fluviais e temperatura da água. Dados de precipitação e temperatura do ar foram comparados com uma série histórica, para caracterizar o verão em um cenário de mudanças climáticas. [Manuscrito II] Uma série de verões de 2008 a 2017 foi simulada utilizando o modelo hidrodinâmico TELEMAC-3D acoplado a um módulo lagrangeano para calcular a exportação de cianobactérias para a costa adjacente à lagoa e a acumulação dentro da porção límnica da Lagoa dos Patos. Os verões simulados foram classificados de acordo com o Oceanic Niño Index (ONI) e comparados entre si para entender melhor o efeito do ENSO (El Niño Southern Oscilation) sobre a localização das florações. [Manuscrito I] O verão de 2019/20 foi um verão mais seco que a média climática, o que permitiu o desenvolvimento das florações observadas. Os valores de NDCI representaram a biomassa das duas florações, particularmente em janeiro de 2020. A baixa precipitação e descarga fluvial pode ter influenciado o aumento do tempo de residência da lagoa. Sugere-se que os ventos intensos foram responsáveis pela acumulação das florações nos dias anteriores às manchas observadas ventos de baixa intensidade permitiram o desenvolvimento da floração nas margens. [Manuscrito II] Os verões com maior exportação de cianobactérias foram os verões de El Niño (2009/10 e 2015/16), opostos aos verões de La Niña (2008/09, 2010/11 e 2011/12). A acumulação das cianobactérias dentro da Lagoa dos Patos foi modulada pelo vento, com ventos de nordeste acumulando as colônias na margem oeste, enquanto ventos do quadrante sul acumularam as florações na margem leste. Os resultados obtidos pelas simulações serão utilizados como modelo de circulação das cianobactérias durante o verão na Lagoa dos Patos, ao fim de monitoraros locais indicados como mais suscetíveis a acumulação das florações.
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Dissertação - Carolina de Oliveira Lempek De-Zotti
Identificação de depósitos de lama fluida na antepraia da Praia do Cassino (RS, Brasil) utilizando métodos geofísicos e medições diretas
Autor: Carolina de Oliveira Lempek De-Zotti (Currículo Lattes)
Resumo
O substrato de regiões costeiras e estuarinas pode ser recoberto por sedimentos coesivos. A antepraia da Praia do Cassino (Rio Grande do Sul, Brasil) desenvolve esporadicamente depósitos de lama fluida de origem e dinâmica ainda desconhecidos. Nesta região, estes depósitos podem se deslocar em direção à face de praia causando impactos socioambientais e econômicos. O objetivo deste trabalho é relacionar a estrutura vertical de densidade da lama fluida medida in situ com os horizontes identificados pela geofísica rasa de diferentes frequências. A ecossonda monofeixe de dupla frequência opera simultaneamente com uma frequência mais alta (200 kHz, por exemplo) e uma mais baixa (50, 33, 38, 24 kHz, por exemplo). Nos levantamentos foram utilizados dois equipamentos acústicos de dupla frequência, mapeando os depósitos de lama fluida utilizando a alta frequência de 200 kHz para identificar o primeiro gradiente abrupto de impedância acústica, enquanto a baixa frequência de 33 kHz ou 50 kHz penetra na lama fluida e é refletida no próximo gradiente abrupto de impedância acústica. Doze campanhas ocorreram de 2018 a 2020 na antepraia da Praia do Cassino, unindo perfis de densidade com os registros de ecossonda de dupla frequência, simultaneamente. A correlação de Pearson foi aplicada para determinar a coerência entre os limites detectados por ambos equipamentos. Foram avaliados os erros na penetração do sinal acústico na estrutura vertical de densidade do depósito, identificando os intervalos de densidade melhor reconhecidos por cada frequência utilizada. Os maiores gradientes detectados pela alta frequência parecem ocorrer no intervalo de densidades de 1080 a 1100 kg/m³. A densidade de 1150 kg/m³ tem uma melhor associação com a baixa frequência de 50 kHz e a densidade de 1225 kg/m³ com a frequência de 33 kHz. Esta abordagem integrativa detectou com sucesso a presença e espessura da camada de lama fluida da antepraia da Praia do Cassino. Recursos complementares podem ser agregados a essa abordagem para entender a interação dessas camadas com as particularidades desse ambiente.
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Dissertação - Felipe Furtado Pinho
Vórtices de submesoescala na Plataforma Sudeste Brasileira
Autor: Felipe Furtado Pinho (Currículo Lattes)
Resumo
A quantificação e detecção de feições oceanográficas como os vórtices, são de extrema importância para melhorar a compreensão da dinâmica dos oceanos, tendo em vista que essas feições desempenham papel fundamental na distribuição de propriedades físicas, químicas e biológicas na coluna d’água. No entanto, existe uma grande lacuna quando se trata do monitoramento de feições de submesoescala, devido às suas reduzidas escalas espaciais e temporais. O presente trabalho teve como objetivo preencher essa lacuna para o Atlântico Sudoeste, na região do Embaiamento Sudeste Brasileiro, tendo em vista que estudos sobre os vórtices de submesoescala (VSMs) são inexistentes na região. Para a detecção dos VSM foram utilizadas imagens SAR dos satélites Sentinel-1(A e B) entre27/09/2016 e 31/12/2018. Também foram utilizados dados da velocidade do vento, temperatura da superfície do mar e velocidade superficial como dados complementares, servindo de suporte para compreender quais processos estão agindo na formação dessas feições. A partir deste trabalho, foi possível verificar que houve uma maior ocorrência dos VSM nos períodos de inverno e durantes os eventos de La Niña, estando estes períodos relacionados a um aumento nos ventos de quadrante sul (sudoeste e sudeste) que ocorre devido a passagem das frentes frias na região. Além disso, foi possível avaliar que os dados SAR são mais adequados para a detecção de tais feições na região da Plataforma Continental, devido a atuação de ventos moderados e consequentemente uma maior presença de biofilmes, o que facilita na distinção das feições nas imagens SAR.
TEXTO COMPLETO: Dissertacao_final_Felipe_Pinho.pdf
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Dissertação - Ítele Eduardo dos Santos
Análise quali-quantitativa de resíduos plásticos de origem continental na Lagoa dos Patos a partir de dados sócioeconômicos
Autor: Ítele Eduardo dos Santos (Currículo Lattes)
Resumo
Ao longo da última década, a produção de plástico aumentou exponencialmente e, consequentemente, a quantidade de resíduos plásticos administrados de forma inadequada que acabam contaminando o meio aquático. Esta quantidade cada vez maior de plásticos nos ecossistemas aquáticos é preocupante, principalmente devido aos impactos que esse material causa nos organismos e, potencialmente, na vida humana. Para estimar a quantidade de detritos plásticos em ambientes costeiros, duas abordagens se sobressaem, uma baseada em medições no campo e outra baseada em dados socioeconômicos. Para a Lagoa dos Patos, maior laguna costeira estrangulada do mundo, as estimativas de resíduos de plástico mal gerenciados que entram neste ecossistema foram baseadas no método topdown proposto por Boucher et al., (2019). Os cálculos foram realizados a partir de dados socioeconômicos coletados para os anos de 2010 a 2017, de forma que a produção de plásticos nas regiões hidrográficas da Lagoa dos Patos foi estimada, resultando em média em 4,54 Mton. As principais resinas produzidas durante o período analisado foram Polietileno de Alta e Baixa Densidade (PEBD e PEAD), Polipropileno (PP) e Cloreto de Polivinila (PVC). Os utensílios plásticos mais produzidos foram as pré-formas de garrafas plásticas, sacolas plásticas e embalagens plásticas. Em média, 1,86 Mton de plásticos foram consumidos pela população nas regiões hidrográficas da Lagoa dos Patos e as embalagens plásticas representaram o principal utensílio de consumo (40%) no período estudado. A principal atividade de consumo foi relacionada às atividades alimentícias (17,98%). Sabendo que o ciclo de vida das embalagens plásticas para alimentos é curto, e que esse material foi o mais consumido nas regiões hidrográficas da Lagoa dos Patos no período de estudo analisado, em uma região com má gestão de resíduos sólidos e baixa taxa de reciclagem, entende-se que este pode ser o principal tipo de plástico que mais contribui para os resíduos sólidos encontrados nesse ambiente. A entrada de resíduos plásticos per capita na Lagoa dos Patos, de acordo com a metodologia aplicada, foi estimada entre 0,5 g/pess/d e 3,2 g/pess/d no período estudado, estando esse valor na mesma ordem de magnitude para outras áreas do mundo.
TEXTO COMPLETO: Dissertao_final__Itele.pdf
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Dissertação - Luana Freire da Silva
Influência do índice de radiação ultravioleta e salinidade na degradação de microplásticos
Autor: Luana Freire da Silva (Currículo Lattes)
Resumo
O crescimento populacional humano acelerou a geração de resíduos sólidos, dos quais, uma porção expressiva, é descartada inadequadamente. Por consequência, poluem os ambientes aquáticos causando prejuízos alarmantes à biota. Dentre esses resíduos, os plásticos são os principais tipos de materiais presentes nos ecossistemas, principalmente em sua fração micro (< 5 mm). Os microplásticos (MPs), uma vez no ambiente aquático, estão constantemente sendo submetidos a processos degradativos, podendo sofrer influências extrínsico(fatores ambientais e tempo de exposição a eles) e íntrinseco (tipo de polímero o qual o material é composto). Desta forma, o objetivo do presente estudo foi analisar a influência dos fatores ambientais índice ultravioleta (UVI) e salinidade no processo degradativo dos MPs, considerando a composição polimérica. Para isso, MPs derivados de produtos à base dos polímeros polipropileno (PP), poliestireno (PS) e etileno acetato de vinila (EVA) foram manufaturados e, posteriormente, submetidos à fotodegradação acelerada, em diferentes tempos de exposição à radiação UV (Dose A – 2 horas, Dose B - 8 horas, Dose C - 30 horas), estando submersos em água destilada (Dose A, B e C). Além disso, a influência da salinidade foi testada utilizando água marinha artificial ao mesmo tempo em que ocorria a exposição à radiação UV (Dose D – 8 horas e salinidade 35). Os padrões degradativos foram avaliados combinando os dados de perda de massa (%), mudanças na superfície (surgimento de buracos, fissuras e rachaduras) e análises térmicas. Esses dados foram obtidos, respectivamente, pelo uso de balança analítica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), analisador termogravimétrico (TGA) e calorímetro diferencial de varredura (DSC). A degradação foi completamente influenciada pelo tipo de polímero. As mudanças térmicas foram maiores nos MPs de PS (principalmente em 8 horas de exposição) e nos de EVA (diminuição das temperaturas de degradação inicial de acordo com o aumento da dosagem de UV). Quanto à cristalinidade, o PP e EVA apresentaram comportamentos divergentes pois, respectivamente, houve crescimento e decrescimento dessa característica. A perda de massa ocorreu em todos os polímeros, porém, a maior foi detectada no PS, sendo o menor valor na Dose C. Evidências físicas de degradação foram xvi presentes mais frequentemente no EVA e PS, por meio de buracos e descamações, porém todos os polímeros mudaram superficialmente com maior intensidade na dose C. A salinidade influenciou o processo degradativo devido à diminuição da cristalinidade do EVA. Por outro lado houve aumento desse fator para o PP nessas mesmas condições. Além disso, a perda de massa do PS e do EVA foram retardadas na água do mar simulada. Quanto ao índice UV, para efeitos comparativos, as doses de exposição em laboratório foram convertidas para valores de UVI ambiental (índice UV). Com isso, observou-se que a localização geográfica em que os MPs se encontram também pode vir a influenciar em sua taxa de degradação, devendo este ser considerado, juntamente com os demais fatores ambientais, na interpretação dos estudos de fotodegradação.
TEXTO COMPLETO: Dissertao_final_Luana.pdf
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Tese - André Lopes Brum
Variabilidade da corrente de contorno oeste profunda ao largo da costa nordeste brasileiraAutor: André Lopes Brum (Currículo Lattes)
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Tese - Chayonn Marinho
Estudo da vulnerabilidade ambiental ao óleo do Parque Estadual de Itapuã e adjacências
Autor: Chayonn Marinho
Resumo
O crescente uso das áreas costeiras para diversos fins econômicos é responsável pelo aumento da poluição por hidrocarbonetos no meio marinho. Como consequência destas atividades, acidentes na extração, transporte e armazenamento dos combustíveis podem ocorrer, ocasionando uma intensa degradação ambiental. A presente tese abordou sobre o estudo da vulnerabilidade ambiental ao óleo de praias localizadas no Parque Estadual de Itapuã (PEI), uma Unidade de Conservação de Proteção Integral, através da integração de uma variável intrínseca ao meio ambiente (sensibilidade) e uma variável dinâmica determinada através de cenários de dispersão superficial de óleo diesel. Foram simulados quatro cenários de acidentes hipotéticos de 20m³ óleo diesel no ano de 2018, durante seis dias de simulações em um despejo instantâneo no canal de navegação da hidrovia local próximo ao PEI. Os resultados sugerem a forçante do campo de intensidade e direção dos ventos locais como preponderante na dinâmica de movimentação e estrutura das manchas, tendo como fator secundário as componentes zonais e meridionais dos campos de correntes superficiais atuantes nesse processo. Com relação às praias afetadas, o estudo mostrou que todas as praias do parque estão susceptíveis ao contato com o óleo ao longo do ano simulado, sendo a praia das Pombas, praia da Onça e praia da Pedreira atingidas em todos os cenários simulados, conferindo-lhes a classificação de muito alta vulnerabilidade e definindo-as como áreas prioritárias de proteção. O uso de um modelo de derramamento de óleo torna-se uma ferramenta eficaz que deve ser utilizada para desenvolver e validar estratégias de resposta frente acidentes envolvendo óleo e derivados. A disponibilidade de boas ferramentas, as quais podem e devem ser continuamente aperfeiçoadas, é um fator crucial para qualidade do processo de gestão de áreas ambientalmente sensíveis, podendo as mesmas oferecerem suporte e subsídios para tomada de decisões dos órgãos competentes. Também, os resultados aqui obtidos têm potencial para contribuir à gestão territorial da região, com destaque para a Unidade de Conservação de Proteção Integral localizada na área de estudo (Parque Estadual de Itapuã), bem como no desenvolvimento e segurança desta importante rota de navegação, intensamente utilizada para a ligação do Porto de Rio Grande à capital do estado, Porto Alegre.
TEXTO COMPLETO: Tese_final_Chayonn.pdf
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Tese - Juliana de Freitas Gonçalves
Processos de fertilização e a influência da dinâmica de fundo sobre o registro de cocolitoforídeos na Bacia de Pelotas nos últimos 47 mil anos
Autor: Juliana de Freitas Gonçalves (Currículo Lates)
Resumo
Baseado no registro de cocolitoforídeos e em análises geoquímicas nos sedimentos do testemunho SIS 188, recuperado do talude da Bacia de Pelotas, este estudo buscou compreender quais mecanismos de fertilização são preponderantes sobre a produtividade primária oceânica, e quais são os processos oceanográficos que a regulam ao longo dos eventos climáticos marcantes do Quaternário tardio. A relação entre a deposição de carbonato e da matéria orgânica com a produtividade e com processos oceanográficos de fundo foi estabelecida, no intuito de esclarecer quais fatores são responsáveis pela regulação da bomba biológica nesta Bacia, que possui uma dinâmica de fundo complexa. O testemunho analisado abrange os Estágios Isotópicos Marinhos 1, 2 e 3. O registro demonstra que a produtividade esteve relacionada à insolação (com predominância do ciclo da precessão) e aos processos atmosféricos que influenciam a dinâmica oceânica. Durante o período glacial (EIM 3 e 2), os intervalos de maior produtividade estiveram associados à expansão do sistema de ressurgência na região do Cabo de Santa Marta, impulsionado pelos ventos de nordeste. As espécies Florisphaera profunda, habitante da zona fótica inferior, Emiliania huxleyi e Gephyrocapsa spp. dominam a associação ao longo de todo o intervalo. As ocorrências secundárias de Calcidiscus leptoporus, Helicosphaera spp. e Coccolithus pelagicus (as quais possuem afinidade com condições de ressurgência) e Umbilicosphaera spp. (que apresenta preferência por ambientes oligotróficos e coluna d´água estratificada) auxiliaram na interpretação da produtividade. Os cocolitoforídeos contribuíram para a transferência de carbonato e matéria orgânica para o fundo oceânico, entretanto, especialmente durante o EIM 3, a deposição de carbono orgânico parece ser controlada principalmente pelas propriedades químicas das massas de água de fundo. Durante o EIM 3, a associação de cocólitos também é influenciada pela velocidade da corrente de fundo, que os transporta juntamente com os sedimentos. As condições de fundo mudam durante o EIM 2, permitindo o acúmulo de cocólitos, CaCO3 e COT. Entretanto, o intervalo de maior produtividade registrado no testemunho é o Holoceno inicial, durante o EIM 1, justamente quando a ressurgência esteve atenuada. Este aumento substancial da produtividade é atribuído a processos retardatários resultantes da diminuição do nível do mar ocorrida durante o Último Máximo Glacial.
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Tese - Paulo Victor de Araújo Brito Lisboa
Transporte de Sedimento na Região Central da Plataforma Interna do Atlântico Sul
Autor: Paulo Victor de Araújo Brito Lisboa (Currículo Lattes)
Resumo
A Plataforma Continental do Atlântico Sudoeste é uma das maiores plataformas continentais do Hemisfério Sul e uma das mais importantes na produção biológica, devido à grande contribuição continental exercida tanto pelo Rio da Prata quanto pela Lagoa dos Patos. Estudos na região mostram que esses rios são significativamente afetados pelo efeito do El Niño – Oscilação Sul (ENOS), que pode interferir expressivamente na disponibilidade de material em suspensão inserido na região costeira. Apesar do grande esforço de diversos autores para compreender esses processos, algumas questões permanecem sem resposta. Assim, este trabalho visa preencher essa lacuna, respondendo a questões relacionadas à contribuição do sedimento de origem continental e seu comportamento na Plataforma Interna do Atlântico Sudoeste. O comportamento do sedimento em suspensão foi investigado com o auxílio do modelo hidromorfodinâmico TELEMAC-3D, através de 3 simulações devidamente calibrada e validada: uma representando anos normais, ou seja, sem o efeito do ENSO (2005-2006), outro experimentando o efeito do ENSO (2008-2009) e uma terceira simulação de longo prazo (2005-2012) para analisar os processos de deposição e evolução do fundo. Os resultados foram baseados em análises estatísticas, como Ondaletas e Análise Empírica da Função Ortogonal (EOF), além de séries temporais. Os resultados mostram que a Plataforma Interna do Atlântico Sudoeste é influenciada principalmente pela descarga fluvial do Rio da Prata e da Lagoa dos Patos, e pelo vento local. Além disso, a análise dos resultados da taxa exportação de sedimento para a plataforma interna mostra que o Rio da Prata é o maior exportador de sedimentos em suspensão da região, com uma taxa aproximada de 1,2x108 ton/ano em anos neutros (normais) e 3,0x108 ton/ano em anos sob influência do ENOS (fase quente e fria). Já a Lagoa dos Patos exporta aproximadamente 1,25x107 ton/ano no período sem o efeito ENOS e 1,35x107 ton/ano no período influenciado pelo ENOS. Os resultados também mostram que a descarga fluvial e o vento interagem com o sedimento em escalas sazonais a interanuais e sinóticas, respectivamente. Sobre a evolução de fundo, os resultados mostram que a Plataforma Interna do Atlântico Sudoeste tem um comportamento deposicional, apesar da presença de alguma área erosivas. Além disso, ficou evidente a influência do ENSO no fluxo de deposição na plataforma, refletindo na taxa de sedimentação, que variou desde 50mm/ano até 120mm/ano.
Texto completo: Tese__final_Paulo_Victor.pdf