Identificação de setores com necessidade de dragagem na hidrovia da Lagoa Mirim - RS, Brasil

O transporte hidroviário está entre os meios de transporte mais antigos e usados no mundo, além disso, quando comparado com outros modais de transporte mais utilizados no Brasil, apresenta uma melhor eficiência energética e acarreta menores impactos sociais e ambientais. Atualmente se tem discutido sobre a ampliação do potencial de transporte de cargas entre o Brasil e o Uruguai com a reabertura da Hidrovia da Lagoa Mirim. Portanto, conhecer a variabilidade natural do nível das águas desse ambiente é de extrema importância social, econômica e ambiental, uma vez que, a hidrodinâmica do corpo de água afeta diretamente as condições de navegabilidade, padrões de deposição de sedimentos e as operações de dragagem. No presente trabalho, investigamos a hidrodinâmica da Lagoa Mirim através de modelagem numérica, o foco principal é analisar as séries temporais de profundidade desse corpo lagunar e apontar os locais a serem dragados. Concluiu-se que a variabilidade do nível dessa lagoa é governada principalmente pela descarga dos rios em escalas intra-sazonais e anuais, e pelos ventos em escalas sinóticas de tempo. Através dos resultados obtidos, foi possível inferir que as regiões que necessitam de dragagem estão na parte norte, um pequeno trecho central e no extremo sul da Lagoa Mirim

Padrões de variabilidade temporal nas forçantes da circulação e seus efeitos na dinâmica da Lagoa dos Patos, Rio Grande do Sul, Brasil

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Oceanografia Física, Química e Geológica, Instituto de Oceanografia, 2005.O estudo de séries temporais de descarga fluvial, ventos, níveis de água e salinidade na Lagoa dos Patos, com a utilização de métodos estatísticos mostram que as variáveis estão sujeitas a ciclos anuais, interanuais e interdecadais. O padrão de variabilidade interanual é observado na descarga, níveis e salinidade. Este ciclo pode ser associado a anomalias de precipitação causadas por eventos de El Niño Oscilação Sul. A descarga fluvial mostra ainda um ciclo com escala de tempo quase-decadal. Este ciclo já foi encontrado por Robertson e Mechoso (1997) para os rios Paraguai e Paraná sendo associados a baixas temperaturas superficiais no Oceano Atlântico Norte. Os ventos mostram um ciclo com escala temporal interdecadal. Simonato et al. (2005) encontraram o mesmo ciclo sobre a região e o associaram a alterações na temperatura superficial no oceano Atlântico Sul em médias e altas latitudes. Em escalas de tempo maiores que 150 dias, a descarga fluvial mostra forte influência na variância dos níveis de água e salinidade. A taxa crescente de 4,62 m³s-1ano-1 com relação ao ano de 1940 é consistente com as encontradas para os rios Uruguai, Negro, Paraná e Paraguai por Genta et al. (1997). Os autores sugerem que uma importante componente do aumento da descarga ao longo do tempo seja relacionada a variabilidade climática em larga escala espacial e baixa freqüência. Os desníveis calculados entre Itapoã e São Lourenço representam 76% da variância das observações em escalas de tempo de passagem de frentes meteorológicas. Em escalas de tempo sazonais, o resultado calculado representa 70% da variância das observações. A salinidade decresce exponencialmente com o aumento da descarga fluvial. Descargas fluviais abaixo da média facilitam a introdução de águas costeiras quando da ocorrência de ventos de quadrante sul. O resultado do modelo empírico representa 29% da variância das observações reproduzindo principalmente o ciclo anual.The study of temporal series of fluvial discharge, winds, water levels and salinity in the Patos Lagoon, with the use of statistical methods shows that variables are subject to annual, inter-annual and inter-decadal cycles. The inter-annual variability pattern is observed in the discharge, water levels and salinity. This cycle can be associated to precipitation anomalies caused by events of El Niño South Oscillation (ENSO). The fluvial discharge still shows a quasi-decadal time scale cycle. This cycle was already found by Robertson and Mechoso (1997) for the Paraná and Paraguay rivers being associated to low Sea Surface Temperatures (SST) in North Atlantic waters. The winds show a inter-decadal time scale cycle. Simonato et al. (2005) they found the same cycle on the La Plata river area. It was associated to SST in mean and high latitudes of Southern Hemisphere. In timescales larger than 150 days, the fluvial discharge shows strong influence in the variance of the water levels and salinity. The crescent rate of 4,62 m³s-1ano-1 with relationship to the year of 1940 is consistent with found for the Uruguay, Negro, Paraná and Paraguay rivers for Genta et al. (1997). They suggest that an important component of the increase of the discharge along the time is related to the climatic variability in large spatial and low frequency scales. Meteorological events explain 76% of the observed setup between Itapoã and São Lourenço. At seasonal timescales, the calculated result represents 70% of the variance of the observations. Salinity decreases exponentially with the increase of the fluvial discharge. Fluvial discharges below the average contribute for the introduction of coastal waters when the south quadrant winds occur. The result of the empiric model represents 29% of the variance of the observations reproducing mainly the annual cycle

Variabilidade Temporal em Longo Período da Descarga Fluvial e Níveis de Água da Lagoa dos Patos, Rio Grande do Sul, Brasil

A influência da descarga fluvial nos ambientes marinhos se manifesta em diversas escalas temporais, entretanto, em longas escalas de tempo tende a controlar o padrão residual do comportamento destes ecossistemas. Estudos da dinâmica da Lagoa dos Patos, situada no extremo sul do Brasil, são limitados a considerar o efeito do vento e da descarga fluvial em escalas de tempo sinóticas. Neste sentido, o objetivo do estudo é investigar a escala de variabilidade temporal dos processos dominantes em longo prazo na descarga fluvial e níveis de água da Lagoa dos Patos. Na realização do estudo foram utilizadas séries temporais de descarga fluvial, níveis de água e Índice de Oscilação Sul. Um modelo polinomial baseado no método de mínimos quadrados foi utilizado para re-construir séries de níveis de água e métodos de análise estatística foram empregados para a determinação dos principais ciclos de variabilidade e sua possível relação de causa e efeito nas variáveis analisadas. A análise das séries temporais sugere que em escalas de anos a descarga fluvial explica mais de 80% da variabilidade na porção lagunar da Lagoa dos Patos. A descarga fluvial dos principais rios afluentes e os níveis de águas na Lagoa dos Patos é influenciada em escalas interanuais (ciclos entre 3.3 e 5 anos) pelo El Niño Oscilação Sul. A descarga fluvial e os níveis de água na região seguem ainda um padrão de variabilidade temporal com escala decadal (ciclo de 10.8 anos) que pode ter estar associado a eventos de El Niño Oscilação Sul ou a outros processos oceânicos e atmosféricos de ordem climática em escalas globais.The influence of river discharge in the marine environment is expressed in several time scales, but in long time scales it tends to control the residual pattern of behavior of these ecosystems. Studies on the dynamics of the Patos Lagoon, located in the extreme south of Brazil, are limited to considering the effect of wind and river discharge on synoptic time scales. In this sense, the objective of the study is to investigate the time variability scale of the dominant processes over the long term in river discharge and water levels in Patos Lagoon. Several time series of river discharge, water levels and Southern Oscillation Index were used to perform the study. A polynomial model based on the least squares method was used to re-construct series of water levels and statistical analysis methods were used to determine the main cycles of variability and their possible cause and effect relationship in the variables analyzed. The time series analysis suggests that on a scale of years, the river discharge accounts for over 80% of the variability in the lagoonal portion of Patos Lagoon. The river discharge in the main tributaries and the water levels in Patos lagoon are influenced on interannual scales (cycles between 3.3 and 5 years) by El Niño Southern Oscillation. The river discharge and the water levels in the region also follow a pattern of temporal variability with a decadal scale (10.8 year cycle)., which may have been associated with El Niño Southern Oscillation events, or with other oceanic and atmospheric processes of climatic kind on global scales

Temporal variability in a long period of river discharge and water levels of the Patos Lagoon, Rio Grande do Sul, Brazil

Submitted by Samira Fernandes ([email protected]) on 2011-08-29T03:10:18Z No. of bitstreams: 1 Variabilidade Temporal em Longo Período da Descarga Fluvial e Níveis de Água da Lagoa dos Patos, Rio Grande do Sul, Brasil.pdf: 516456 bytes, checksum: b8e9c38df95cbdfab24813cb25856313 (MD5)Approved for entry into archive by Bruna Vieira([email protected]) on 2011-08-30T17:29:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Variabilidade Temporal em Longo Período da Descarga Fluvial e Níveis de Água da Lagoa dos Patos, Rio Grande do Sul, Brasil.pdf: 516456 bytes, checksum: b8e9c38df95cbdfab24813cb25856313 (MD5)Made available in DSpace on 2011-08-30T17:29:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Variabilidade Temporal em Longo Período da Descarga Fluvial e Níveis de Água da Lagoa dos Patos, Rio Grande do Sul, Brasil.pdf: 516456 bytes, checksum: b8e9c38df95cbdfab24813cb25856313 (MD5) Previous issue date: 2008A influência da descarga fluvial nos ambientes marinhos se manifesta em diversas escalas temporais, entretanto, em longas escalas de tempo tende a controlar o padrão residual do comportamento destes ecossistemas. Estudos da dinâmica da Lagoa dos Patos, situada no extremo sul do Brasil, são limitados a considerar o efeito do vento e da descarga fluvial em escalas de tempo sinóticas. Neste sentido, o objetivo do estudo é investigar a escala de variabilidade temporal dos processos dominantes em longo prazo na descarga fluvial e níveis de água da Lagoa dos Patos. Na realização do estudo foram utilizadas séries temporais de descarga fluvial, níveis de água e Índice de Oscilação Sul. Um modelo polinomial baseado no método de mínimos quadrados foi utilizado para re-construir séries de níveis de água e métodos de análise estatística foram empregados para a determinação dos principais ciclos de variabilidade e sua possível relação de causa e efeito nas variáveis analisadas. A análise das séries temporais sugere que em escalas de anos a descarga fluvial explica mais de 80% da variabilidade na porção lagunar da Lagoa dos Patos. A descarga fluvial dos principais rios afluentes e os níveis de águas na Lagoa dos Patos é influenciada em escalas interanuais (ciclos entre 3.3 e 5 anos) pelo El Niño Oscilação Sul. A descarga fluvial e os níveis de água na região seguem ainda um padrão de variabilidade temporal com escala decadal (ciclo de 10.8 anos) que pode ter estar associado a eventos de El Niño Oscilação Sul ou a outros processos oceânicos e atmosféricos de ordem climática em escalas globais.The influence of river discharge in the marine environment is expressed in several time scales, but in long time scales it tends to control the residual pattern of behavior of these ecosystems. Studies on the dynamics of the Patos Lagoon, located in the extreme south of Brazil, are limited to considering the effect of wind and river discharge on synoptic time scales. In this sense, the objective of the study is to investigate the time variability scale of the dominant processes over the long term in river discharge and water levels in Patos Lagoon. Several time series of river discharge, water levels and Southern Oscillation Index were used to perform the study. A polynomial model based on the least squares method was used to re-construct series of water levels and statistical analysis methods were used to determine the main cycles of variability and their possible cause and effect relationship in the variables analyzed. The time series analysis suggests that on a scale of years, the river discharge accounts for over 80% of the variability in the lagoonal portion of Patos Lagoon. The river discharge in the main tributaries and the water levels in Patos lagoon are influenced on interannual scales (cycles between 3.3 and 5 years) by El Niño Southern Oscillation. The river discharge and the water levels in the region also follow a pattern of temporal variability with a decadal scale (10.8 year cycle)., which may have been associated with El Niño Southern Oscillation events, or with other oceanic and atmospheric processes of climatic kind on global scales

Gestão e segurança da navegação e do transporte aquaviário: contribuições para um desenvolvimento ambientalmente sustentável de sistemas marítimos e fluviais

Ao longo dos seus 8.500 km de costa, o Brasil possui portos marítimos, estuarinos e lagunares, pelos quais se movimenta a quase totalidade do comércio exterior do País (navegação de longo curso), além da navegação de cabotagem entre portos nacionais. Aos mais de 40 principais portos comerciais marítimos brasileiros, agregam-se mais de 60 portos fluviais (terminais hidroviários), compondo um conjunto de mais de uma centena de pólos multimodais de transporte públicos e privados. Este cenário constitui uma das maiores redes fluviais do mundo, com cerca de 20.000 km em condições de navegação. Logo, o desenvolvimento dos sistemas hidroviários (marítimos e fluviais) é de importância estratégica para o País. Dentro deste contexto, é fundamental o desenvolvimento de ferramentas de modelagem numérica como uma importante contribuição para a gestão e a segurança da navegação e do transporte aquaviário, contribuindo para que este desenvolvimento ocorra de uma forma ambientalmente sustentável nos sistemas marítimos e fluviais brasileiros. No presente trabalho é utilizado para as simulações hidrodinâmicas o modelo numérico TELEMAC3D (©EDF – Laboratoire National d’Hydraulique et Environnement of the Company Eletrecité de France (EDF)). O modelo de transporte de sedimentos de fundo que trabalha acoplado é o SediMorph, desenvolvido pelo Federal Waterways Engineering and Research Institute e pelo Institute für Wasserwesen da Universidade das Forças Armadas de Munique. Estes modelos foram aplicados a estudos de caso no Porto de Rio Grande, contribuindo especificamente para o estabelecimento das condições de navegação (correntes, marés, ventos, ondas) e principais processos físicos que controlam a hidrodinâmica e o transporte de sedimento da região, para o estabelecimento de procedimentos de segurança para a navegação e condições de operação e praticabilidade no porto, para o estabelecimento de condições limite para o trânsito seguro de embarcações, para a implementação de medidas permanentes com o objetivo de reduzir o assoreamento, e para a determinação das tendências evolutivas sazonais da dinâmica sedimentar, dependentes da interação morfológica e hidrodinâmica, fornecendo subsídios importantes para otimizar operações de dragagem

Gestão e segurança da navegação e do transporte aquaviário: contribuições para um desenvolvimento ambientalmente sustentável de contribuições para um desenvolvimento ambientalmente sustentável

Ao longo dos seus 8.500 km de costa, o Brasil possui portos marítimos, estuarinos e lagunares, pelos quais se movimenta a quase totalidade do comércio exterior do País (navegação de longo curso), além da navegação de cabotagem entre portos nacionais. Aos mais de 40 principais portos comerciais marítimos brasileiros, agregam-se mais de 60 portos fluviais (terminais hidroviários), compondo um conjunto de mais de uma centena de pólos multimodais de transporte públicos e privados. Este cenário constitui uma das maiores redes fluviais do mundo, com cerca de 20.000 km em condições de navegação. Logo, o desenvolvimento dos sistemas hidroviários (marítimos e fluviais) é de importância estratégica para o País. Dentro deste contexto, é fundamental o desenvolvimento de ferramentas de modelagem numérica como uma importante contribuição para a gestão e a segurança da navegação e do transporte aquaviário, contribuindo para que este desenvolvimento ocorra de uma forma ambientalmente sustentável nos sistemas marítimos e fluviais brasileiros. No presente trabalho é utilizado para as simulações hidrodinâmicas o modelo numérico TELEMAC3D (©EDF – Laboratoire National d’Hydraulique et Environnement of the Company Eletrecité de France (EDF)). O modelo de transporte de sedimentos de fundo que trabalha acoplado é o SediMorph, desenvolvido pelo Federal Waterways Engineering and Research Institute e pelo Institute für Wasserwesen da Universidade das Forças Armadas de Munique. Estes modelos foram aplicados a estudos de caso no Porto de Rio Grande, contribuindo especificamente para o estabelecimento das condições de navegação (correntes, marés, ventos, ondas) e principais processos físicos que controlam a hidrodinâmica e o transporte de sedimento da região, para o estabelecimento de procedimentos de segurança para a navegação e condições de operação e praticabilidade no porto, para o estabelecimento de condições limite para o trânsito seguro de embarcações, para a implementação de medidas permanentes com o objetivo de reduzir o assoreamento, e para a determinação das tendências evolutivas sazonais da dinâmica sedimentar, dependentes da interação morfológica e hidrodinâmica, fornecendo subsídios importantes para otimizar operações de dragagem

Estudo Numérico Lagrangeano do Deslocamento de Manchas de Óleo

Este trabalho visa a apresentação de resultados preliminares de um modelo de simulação do comportamento do óleo em ambientes marinhos. O modelo está sendo desenvolvido através da utilização de traçadores lagrangeanos para a simulação do deslocamento da parcela particulada do campo de óleo. Os resultados mostram o deslocamento das partículas do óleo de acordo com um campo de velocidade imposto

Viabilidade de conversão da energia de correntes marinhas na plataforma continental Sul do Brasil

Várias formas de conversão de energia foram desenvolvidas no decorrer dos anos, com destaque para os conversores de energia das correntes, que demonstram alta capacidade de geração energética e já se encontram em funcionamento em algumas regiões do mundo. A Plataforma Continental Sul do Brasil possui alta variabilidade espacial e temporal no regime de correntes costeiras, fato que dificulta a conversão unidirecional de energia. Neste sentido, para a conversão de energia das correntes, seria recomendado o uso de turbinas helicoidais que são capazes de gerar energia de forma multidirecional. A região de estudo demonstrou possuir duas regiões com ótimo potencial energético, onde na região mais viável a produção média de energia pode alcançar 40 MWh e ainda valores integrados de 13GWh/ano. Através da simulação de sítios de conversão nos locais de maior viabilidade, foi observado que o padrão da velocidade residual das correntes é predominantemente direcionado para sudoeste, devido à predominância de ventos de quadrante norte, sendo o sítio mais energético capaz de gerar 274 GWh durante os 280 dias de simulação. Foi observado que os ciclos de maior geração energética ocorrem com periodicidade de 16 dias demonstrando alta correlação com eventos associados à passagem de frentes meteorológicas na região.Several methods of energy conversion have been developed over the years, especially the current energy converter turbine-based, which demonstrate high energy generation capacity and that have already been in operation. The Southern Brazilian Shelf presents high synoptic and seasonal variability of coastal current systems, which hinder the unidirectional conversion of energy. Hence, it is recommended to use helical turbines which are capable of generating energy in a multidirectional way. The studied area has shown two regions with high potential for exploitation of energy from marine currents, in which the region more viable can reach an average production around 40 MWh and integrated values of 13GWh/year. Through the site of conversion simulations on the more viable spots, it was observed that the pattern of the residual currents is mainly directed through southeast, due to the predominance of wind from the northern quadrant, being the most energetic sites capable of producing 274 GWh during the 280 days of simulation. It was also observed that the highest levels of power generation were found at intervals of 16 days, showing high correlation with events associated with the passage of meteorological fronts along the study region

Avaliação do efeito dos depósitos lamíticos no potencial energético do Rio Grande do Sul.

O consumo mundial de energia elétrica cresce proporcionalmente com o desenvolvimento de cada país fazendo com que os tradicionais métodos de produção dessa energia contribuam para alguns dos sérios problemas ambientais pelos quais atravessa o planeta. Através da frequência de ocorrência de determinada altura de onda, é possível quantificar a energia do mar, o que torna esta informação fundamental para instalação de conversores de energia de ondas em energia elétrica. Consequentemente a partir do conhecimento do clima de ondas de cada região é possível determinar o potencial energético através do fluxo de energia transportado pelas ondas dominantes. Dentro deste contexto este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito dos depósitos lamíticos no potencial energético do Rio Grande do Sul através da utilização do modelo SWAN que considera o efeito de fundos lamosos em sua formulação. A avaliação foi realizada mediante a comparação dos resultados modelados na ausência da lama e com lama presente na faixa que identifica a localização da lama fluída na grade computacional. A comparação dos resultados modelados com o SWAN sem lama e com lama mostrou uma grande atenuação na altura significativa da onda na faixa representativa da lama fluída no domínio computacional e consequentemente uma diminuição do potencial energético nestas áreas

Viability of the energy conversion from marine currents into the south Brazilian shelf

Submitted by Jéssica Velho ([email protected]) on 2013-11-21T12:32:56Z No. of bitstreams: 1 Viabilidade de conversão da energia de correntes marinhas na plataforma continental Sul do Brasil.pdf: 2196386 bytes, checksum: 6d489286932b3a33f5f1c2e043eed32f (MD5)Approved for entry into archive by Sabrina Andrade ([email protected]) on 2013-11-22T11:20:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Viabilidade de conversão da energia de correntes marinhas na plataforma continental Sul do Brasil.pdf: 2196386 bytes, checksum: 6d489286932b3a33f5f1c2e043eed32f (MD5)Made available in DSpace on 2013-11-22T11:20:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Viabilidade de conversão da energia de correntes marinhas na plataforma continental Sul do Brasil.pdf: 2196386 bytes, checksum: 6d489286932b3a33f5f1c2e043eed32f (MD5) Previous issue date: 2012Várias formas de conversão de energia foram desenvolvidas no decorrer dos anos, com destaque para os conversores de energia das correntes, que demonstram alta capacidade de geração energética e já se encontram em funcionamento em algumas regiões do mundo. A Plataforma Continental Sul do Brasil possui alta variabilidade espacial e temporal no regime de correntes costeiras, fato que dificulta a conversão unidirecional de energia. Neste sentido, para a conversão de energia das correntes, seria recomendado o uso de turbinas helicoidais que são capazes de gerar energia de forma multidirecional. A região de estudo demonstrou possuir duas regiões com ótimo potencial energético, onde na região mais viável a produção média de energia pode alcançar 40 MWh e ainda valores integrados de 13GWh/ano. Através da simulação de sítios de conversão nos locais de maior viabilidade, foi observado que o padrão da velocidade residual das correntes é predominantemente direcionado para sudoeste, devido à predominância de ventos de quadrante norte, sendo o sítio mais energético capaz de gerar 274 GWh durante os 280 dias de simulação. Foi observado que os ciclos de maior geração energética ocorrem com periodicidade de 16 dias demonstrando alta correlação com eventos associados à passagem de frentes meteorológicas na região.Several methods of energy conversion have been developed over the years, especially the current energy converter turbine-based, which demonstrate high energy generation capacity and that have already been in operation. The Southern Brazilian Shelf presents high synoptic and seasonal variability of coastal current systems, which hinder the unidirectional conversion of energy. Hence, it is recommended to use helical turbines which are capable of generating energy in a multidirectional way. The studied area has shown two regions with high potential for exploitation of energy from marine currents, in which the region more viable can reach an average production around 40 MWh and integrated values of 13GWh/year. Through the site of conversion simulations on the more viable spots, it was observed that the pattern of the residual currents is mainly directed through southeast, due to the predominance of wind from the northern quadrant, being the most energetic sites capable of producing 274 GWh during the 280 days of simulation. It was also observed that the highest levels of power generation were found at intervals of 16 days, showing high correlation with events associated with the passage of meteorological fronts along the study region