Dissertações em Engenharia de Barragem e Gestão Ambiental (Mestrado) - PEBGA/NDAE/Tucuruí

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Acesso aberto (Open Access)
Análise da contaminação e distribuição espacial de metais pesados em áreas de influência de mineração em um estuário tropical na Amazônia
(Universidade Federal do Pará, 2024-02-19) SILVA, Matheus Cavalcante; MONTE, Christiane do Nascimento; http://lattes.cnpq.br/6178162183692365; ISHIHARA, Júnior Hiroyuki; http://lattes.cnpq.br/3498874642887006; https://orcid.org/0000-0002-0081-7913
Os estuários tropicais são frequentemente impactados por metais pesados, mas a distribuição espacial e a contaminação desses poluentes têm sido insuficientemente investigadas entre sedimentos e água na América do Sul, especialmente nas regiões pouco estudadas da Amazônia. Com o objetivo de contribuir para essa lacuna, este estudo investigou a distribuição espacial e a contaminação de metais pesados (Cd, Cu, Fe, Mn e Zn) nas águas superficiais e nos sedimentos do Estuário do Rio Pará (PRE) (Pará, Brasil), que foi afetada por diversas atividades minerárias. Assim, foram integrados diferentes procedimentos, incluindo a revisão sistemática da literatura sobre os eventos de vazamentos de rejeitos e impactos derivados destes eventos, caracterização sedimentar e mineralógica, estimativa de matéria orgânica no sedimento, parâmetros físico-químicos da água, determinação de metais no sedimento e na água, índices de avaliação de contaminação e análises estatísticas. Os resultados demonstraram que os sistemas de armazenamento de rejeitos de caulim em Barcarena-PA são mais inseguros em relação aos sistemas alternativos de disposição relatados pela literatura, resultando em eventos de vazamentos de rejeitos de caulim em corpos hídricos regionais e áreas de espraiamento utilizadas para balneabilidade. Por outro lado, a disposição de rejeitos de bauxita na área prioriza sistemas alternativos, com maiores teores de sólidos, facilitando ações de controle. Além disso, os rejeitos de bauxita e caulim apresentaram predominância em frações siltosas e mineralogia marcada pela presença de hidróxidos de alumínio. Todas as amostras apresentaram baixa concentração de metais pesados nos sedimentos, sugerindo a ação da ressuspensão em uma área com predominância de sedimentos arenosos. Como exceção, o Cd apresentou altas concentrações em Murucupi e Furo do Arrozal, o que desencadeou altos níveis de contaminação nessas áreas. Todos os locais de amostragem indicaram que havia uma elevada concentração de metais pesados e um elevado grau de contaminação da água, exceto nas imediações de Vila do Conde.Outrossim, elevados riscos ecológicos estão associados aos metais presentes na água provenientes de atividades antrópicas, comprometendo a qualidade do ecossistema estuarino.
Acesso aberto (Open Access)
Análise da influência do uso e ocupação da terra na concentração de sólidos em suspensão em reservatório hidrelétrico com o uso do sensoriamento remoto
(Universidade Federal do Pará, 2022-07-09) SOUZA, Fabíola Esquerdo de; SOARES, Carlos Benedito Santana da Silva; http://lattes.cnpq.br/9153957633685323; ISHIHARA, Júnior Hiroyuki; http://lattes.cnpq.br/3498874642887006; https://orcid.org/0000-0002-0081-7913
O uso de sensoriameto remoto no monitoramento de sedimentos em reservatório é importante para conhecimento espaço temporal da deposição de sedimentos nas estruturas da barragem. Neste contexto, esta pesquisa foi desenvolvida na bacia hidrográfica que abrange o reservatório da UHE Tucuruí, em que foram adquiridos dados de concentração de sedimentos suspensos da estação de monitoramento M1 situada a 2 km a montante da barragem, estiveram integrados às análises para se entender a relação entre as respostas das imagens de satélites e as medições de campo. Realizou-se análises de sedimentos com séries temporais de 14 anos das imagens MODIS, compostas de 8 dias. Estimativas de refletância da superfície foram calculadas usando-se regressão linear simples e coeficiente de determinação (R²). Para o uso e ocupação da terra da bacia hidrografica foi realizado análise temporal de imagens Landsat-5, Landsat-8 OLI/TIRS. Em seguida foi realizado a relação do uso e ocupação da terra com as análises da qualidade da água das estações a montante 1 (M1), Montante Repartimento (MR) e Montante Pacurui (MP). Os resultados mostram que a curva de calibração gerou a equação de reressão linear com bom ajuste para estação de monitoramento M1, apresentando eficiência nos dados estimados pela reflectância através deste modelo. As análises de uso e ocupação da terra mostram que ao longo dos anos houve redução de formação florestal e ao mesmo tempo acontecia o crescimento da pastagem. Em relação a qualidade da água, os impactos causados por ações antrópicas têm influências negativas. Deste modo, pode observar a relevância da utilização de técnicas de sensoriamento remoto, geoprocessammento e geotecnologias, como instrumentos que auxiliam no planejamento do uso e ocupação da terra, nas análises de qualidade da água e gestão de recursos hídricos em regiões de reservatórios, uma vez que estas tecnologias possibilitam maior abrangência espacial das análises com menores custos.
Acesso aberto (Open Access)
Análise da variabilidade pluviométrica da região da UHE – Tucuruí/PA no período operacional (1988-2017)
(Universidade Federal do Pará, 2020-01-30) ALMEIDA, Denilson Freitas; ISHIHARA, Júnior Hiroyuki; http://lattes.cnpq.br/3498874642887006; https://orcid.org/0000-0002-0081-7913
A região hidrográfica Tocantins – Araguaia se tornou uma grande potência na geração de energia hidráulica com a instalação de grandes hidrelétricas e a formação de diversos lagos artificiais, acarretando em alterações hidrológicas e possíveis alterações no microclima e nos índices pluviométricos. A análise do comportamento pluviométrico na bacia hidrográfica se torna de fundamental importância para o gerenciamento dos recursos hídricos. Com o intuito de subsidiar a gestão e o planejamento dos recursos hídricos na região, foi realizada uma análise da variabilidade pluviométrica de forma espaço-temporal na região do Lago da UHE-Tucuruí/PA, sendo a mesma dividida em 4 quadrantes (NE, NO, SO e SE) e 12 subáreas (NE50, NE100, NE200, NO50, NO100, NO200, SO50, SO100, SO200, SE50, SE100 e SE200), considerando o período de 30 anos (1988-2017), a fim de se analisar o comportamento das chuvas na região. Para tanto, foram coletados e analisados dados de 30 estações pluviométricas que constam no banco de dados da plataforma da ANA (base HidroWeb), dentro de um raio de até 200 km da hidrelétrica. Com o auxílio do software QGIS 3.0.3, foram traçados os mapas de isoietas pelo método da interpolação de krigagem ordinária linear, representando as alturas das laminas d’águas. Os resultados apontaram variabilidade na distribuição espacial e temporal do volume total precipitado no referido período de estudo, identificados nos resultados de desvio padrão e variância, além do resultado da tendência das chuvas pelos testes não paramétricos de Mann Kendall. Os índices pluviométricos apresentaram decréscimos, ao analisar toda a área de estudo, com precipitação média de 2157,73 mm. Houve maior decréscimo de precipitação na parte Sul da região, que apresentou menores índices pluviométricos. Já nas regiões ao Norte, onde encontra-se o lago artificial formado pela barragem de Tucuruí, houveram maiores médias de chuvas. Os resultados de Mann-Kendall (MK) apresentaram maior decréscimo nos quadrantes da microescala (próximo ao barramento), em especial na NO50, que apresentou significativa tendência de decréscimo das chuvas na região de estudo (Z=-2,24).
Acesso aberto (Open Access)
Análise dos conflitos pelo uso da água na bacia hidrográfica do médio Tocantins
(Universidade Federal do Pará, 2019-04-15) SILVA, Cristiane Matos da; TEIXEIRA, Otávio Noura; http://lattes.cnpq.br/5784356232477760; https://orcid.org/0000-0002-7860-5996; ISHIHARA, Júnior Hiroyuki; http://lattes.cnpq.br/3498874642887006
O Brasil é considerado um país grande em disponibilidade hídrica, no entanto, a mesma nem sempre está em condições de uso, ou não há distribuição igualitária entre os estados e municípios do país. Deste modo, podem surgir conflitos associados ao acesso e distribuição deste recurso hídrico. Logo, este estudo objetiva analisar os conflitos pelo uso da água na Região hidrográfica do Médio Tocantins. Para tanto, a metodologia utilizada visou proceder as seguintes etapas: caracterização morfométrica da bacia hidrográfica, identificação dos usos múltiplos e respectivos volumes outorgados tanto a montante, quanto à jusante da UHE de Estreito/MA, identificação dos principais agentes e possíveis atores de áreas de conflito, modelagem do comportamento dos agentes e do ambiente e realização da análise dos conflitos a partir da Teoria dos Jogos, possibilitando ao final a proposição de medidas mitigadoras. Com relação a caracterização morfométrica da bacia hidrográfica, a mesma possui uma baixa tendência a grandes enchentes, apresentou um grau de ramificação dos cursos d’água de 5ª ordem e uma altitude média de 259 m. Quanto aos usos múltiplos com outorga federal, verifica-se que há uma diferença em relação à finalidade de outorga à montante e a jusante da Barragem de Estreito, tendo como maior usuário a montante, a irrigação, e como principal usuário a jusante da UHE, a indústria. Em relação a análise dos conflitos pelo uso da água, após a aplicação da teoria de jogos, verificou-se que tanto a montante quanto a jusante tiveram vários agentes de conflito, caracterizando a geração de energia elétrica como o maior gerador deles. Conclui-se que a principal medida mitigadora é a proposição de maior interação e diálogo entre os agentes geradores de conflito, pois deste modo, maior será a probabilidade de minimizar os problemas de acesso, distribuição e conflitos pelo uso da água. E, a aplicação da teoria de jogos mostrou-se eficaz apresentando um diferencial na análise dos conflitos possibilitando reiterar a importância do diálogo e interação entre os setores de uso da água dentro da bacia hidrográfica do médio Tocantins.
Acesso aberto (Open Access)
Análise espaço temporal das barragens no estado do Pará nos últimos 20 anos
(Universidade Federal do Pará, 2020-08-08) CHAVES, Daniel Rodrigues; ISHIHARA, Júnior Hiroyuki; http://lattes.cnpq.br/3498874642887006; https://orcid.org/0000-0002-0081-7913
O conhecimento da localização de reservatórios de corpos d’água é de extrema importância para o estudo e gestão dos recursos hídricos. No entanto, o cadastramento de tais informações é obrigatório para grandes barragens, porém, é realizado de forma meramente informativa pela maioria dos empreendedores, cabendo a eles, informar corretamente os dados ou simplesmente ignorar a sua importância. O custo de cadastramento in loco é alto, além de demandar muito tempo por parte dos órgãos ambientais como ANA, ANM, SEMAS. Neste sentido, imagens orbitais podem oferecer mapas de localização dos barramentos a baixo custo, cobrindo grandes áreas, inclusive de difícil acesso. O presente trabalho tem como principal objetivo realizar uma análise espaço temporal através do índice MNDWI, com o objetivo de subsidiar o cadastramento e localização dos barramentos do estado do Pará, que possuem uma área de lâmina d’água superior a 3.600m², utilizando para tal, 192 imagens do sensor Landsat que encobrem todo território estadual. Os resultados obtidos mostraram um aumento significativo de 656% no número total de barragens nos últimos 20 anos, principalmente na região leste do Estado. Sendo identificado 3.704 barragens no Estado do Pará, contudo, só estão cadastradas no site da ANA um total de 314, em todo o Estado. Foi identificado também a relação entre as maiores cidades produtoras de rebanho bovino e de soja como as cidades que possuem o maior número de barramentos. Pode-se concluir, que o método utilizado se mostrou eficiente, uma vez que conseguiu caracterizar de maneira eficiente a evolução das barragens ao longo do tempo, bem como a sua distribuição e variação espacial, podendo assim, auxiliar no planejamento dos órgãos de fiscalização na identificação dos locais mais críticos que carecem de vistoria, tornando dessa forma, a fiscalização mais eficaz e permitindo uma melhor gestão dos recursos hídricos.
Acesso aberto (Open Access)
Descaracterização de barragens de rejeito de bauxita: como a indução da sucessão ecológica pode atuar na melhoria do substrato na fase inicial de descaracterização
(Universidade Federal do Pará, 2023-06-26) NEVES, Mayra de Nazaré Barral das; GAMA, Marcos André Piedade; http://lattes.cnpq.br/3991808809325751; ISHIHARA, Júnior Hiroyuki; http://lattes.cnpq.br/3498874642887006; https://orcid.org/0000-0002-0081-7913
O processo de descaracterização de barragens de rejeitos é atualmente uma das principais preocupações relacionadas à gestão de barragens de rejeitos no setor de mineração, o que pode ser notado pelas mudanças recentes em normas internacionais e legislações federais sobre o tema. Aplicar a revegetação como técnica de descaracterização de barragens de rejeito é um grande desafio, principalmente porque o teor de matéria orgânica no substrato é muito baixo ou inexistente. Neste contexto, este experimento foi conduzido em três tratamentos que tiveram a finalidade de demonstrar o desempenho da indução da sucessão ecológica em três ambientes em substrato de rejeito de bauxita com condições diferentes de adubação verde e adição de matéria orgânica. No tratamento T3 (testemunho) ocorreu o plantio de mudas arbóreas sobre o rejeito; no tratamento T2 além do plantio de arbóreas foi inclusa adubação verde com leguminosas de cobertura; e no tratamento T1, além das mudas arbóreas e leguminosas de cobertura foi adicionada matéria orgânica de fonte externa. Para análise do processo de sucessão induzido foram avaliados parâmetros de qualidade físico-química do solo, de desenvolvimento da vegetação implantada e de produção de biomassa. Os resultados da análise física do solo não indicaram diferença significativa entre os tratamentos para DS, PT e estabilidade. Na análise de fertilidade, os 3 tratamentos apresentaram valores similares de pH, m% e V%, havendo exceções na camada 0-5 cm. O tratamento T1 se destacou quanto ao teor de MO e valores de CTC. Para os tratamentos T2 e T3 foram observados valores similares de CTC. Em T2 observou-se aumento de MO entre as coletas de 6 e 12 meses após a implantação do experimento. O maior valor de produção de biomassa de Crotalaria spectabilis Röth foi obtida em T1, porém, os valores obtidos para Canavalia ensiformis (L.) DC. não apresentaram diferença significativa entre T1 e T2. Os resultados de serrapilheira refletiram a pré- disponibilidade de MO no tratamento, com diferença significativa entre T3, T2 e T1. Em T1 obteve-se a maior taxa de mortalidade (Tm) para Hymenaea courbaril L., e não houve diferença significativa de Tm para as demais espécies entre os tratamentos. Os melhores resultados de ingresso de espécies arbustivas e arbóreas foram observados em T2. Não houve diferença significativa entre os valores de IP e IMA para os tratamentos para todas as espécies, com exceção para os dados de IP de diâmetro do colo de Inga edulis Mart., que foram maiores em T1. Ao longo do experimento, a maioria das mudas apresentou de 50 a 100% de folhas maduras e somente Bixa orellana L. e Clitoria fairchildiana R.A.Howard chegaram a florescer. A indução do processo de sucessão ecológica através dos tratamentos aplicados neste experimento foi efetiva para a introdução de fatores biológicos no substrato, a melhoria de atributos químicos na camada superficial e o povoamento de espécies arbóreas na fase inicial de descaracterização de barragens de rejeito de bauxita cujo uso futuro planejado seja o reflorestamento.
Acesso aberto (Open Access)
Influência operacional de um reservatório na dinâmica de nutrientes no processo de eutrofização – estudo de caso UHE Tucuruí
(Universidade Federal do Pará, 2019-09-28) OLIVEIRA, Michele Araújo de; SARAIVA, Augusto Cesar Fonseca; http://lattes.cnpq.br/7466500214796269; ISHIHARA, Júnior Hiroyuki; http://lattes.cnpq.br/3498874642887006
A região Amazônica conta com uma grande reserva hídrica, com rios que apresentam comportamentos favoráveis à instalação de novas represas. Porém, tal alteração traz como resultante a modificação do comportamento hidrológico, o que proporciona alterações limnológicas, acarretado não somente pelo ato do barramento do corpo d‘água, mas também pelo aumento da população que é atraída para estas localidades em busca de novas oportunidades. Isto acaba por promover consequentemente, a geração de nutrientes que acabam sendo lançados no corpo hídrico, principalmente pela precariedade no tratamento dos efluentes nestas regiões. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo calcular o Índice do Estado Trófico (IET) na usina hidroelétrica (UHE) de Tucuruí, através do auxílio de softwares e análises laboratoriais de dados de campo, analisando o comportamento espaço-temporal dos principais nutrientes responsáveis pelo processo citado anteriormente nesta área, utilizando dois modelos, o de Carlson (1977) e o de Lamparelli (2004). O estudo se propõe ainda uma análise estatística da relação do comportamento do regime operacional da UHE com a situação de eutrofização do reservatório, objetivando avaliar as implicações do barramento no processo de eutrofização que ocorre no reservatório e suas consequências. Foi verificada variabilidade da eutrofização de forma espacial e também temporal, pela classificação de Lamparelli (2004), onde alguns pontos apresentaram as classificações oligotróficas durante vários anos, indicando boa qualidade de água. Porém, pela metodologia de Carlson o reservatório, na sua maioria maioria, apresentou classificação eutrófica, com qualidade de água inferior.
Acesso aberto (Open Access)
Pequenas barragens: uma oportunidade de desenvolvimento científico, técnico e regulamentador
(Universidade Federal do Pará, 2018-02-19) NAVA, Francy Rosy; PINTO, Andreia Cristina Brito; http://lattes.cnpq.br/3743402063049504; ISHIHARA, Júnior Hiroyuki; http://lattes.cnpq.br/3498874642887006
Embora pequenas barragens de cursos hídricos tenham importantes e diversas finalidades, mesmo que de porte menor, se tratam de estruturas que ocasionam mudanças socioambientais consideráveis e representam riscos cada vez mais evidentes. Esses termos não são considerados pelos direcionamentos normativos estabelecidos no Brasil, isso porque, o sistema regulador tem sido estimulado pelas fortes discussões em análise às vantagens e desvantagens das barragens, só que, voltadas para os grandes empreendimentos. Assim, criou-se uma lacuna, que substancia e direciona este estudo no sentido de que as pequenas barragens de cursos d’água também merecem atenção. Para comprovar essa necessidade, esta pesquisa foi norteada pelas seguintes perguntas científicas: 1. Como a ocorrência de pequenas barragens é abordada no meio científico e técnico? 2. Qual a representatividade dos eventos impactantes associados à construção/operação de pequenas barragens? 3. Como o ordenamento legal e institucional incorpora a gestão das pequenas barragens? Para respondê-las, um percurso metodológico foi estabelecido, permitindo o atendimento ao objetivo de analisar pequenos barramentos de cursos d’água na bacia hidrográfica do rio Uraim sob a ótica da gestão territorial e socioambiental e dos ordenamentos normativos. Os resultados demonstraram diversas fragilidades no tocante ao conhecimento científico e técnico, assim como, no ordenamento normativo e institucional responsável pela gestão ambiental de estruturas com potencial poluidor/degradador. As fragilidades encontradas, sejam no licenciamento ou nos aspectos de segurança, são os principais fatores que impulsionam a prática de estabelecimento de pequenos barramentos irregulares nos cursos d’água, desconsiderando critérios técnicos e ambientais. Comprovaram-se, ainda, a representatividade das pequenas barragens e os ricos socioambientais significativos. Dessa forma, este estudo contribui com a compreensão aprofundada dos papeis de todos os atores responsáveis pela gestão das pequenas barragens. Adicionalmente, estimula discussões sobre o desempenho do ordenamento normativo e institucional em promover a implementação eficiente das políticas ambientais estabelecidas pelo Estado. Esses resultados podem ser usados pelos formuladores de políticas e tomadores de decisão governamental para melhorar o quadro regulatório e o papel executor.
Acesso aberto (Open Access)
Proposição metodológica para melhoria do monitoramento pluviométrico em regiões de barramento com escassez de postos
(Universidade Federal do Pará, 2022-10-10) FERREIRA, Laysse Alves; ISHIHARA, Júnior Hiroyuki; http://lattes.cnpq.br/3498874642887006; https://orcid.org/0000-0002-0081-7913
A Amazônia brasileira é considerada a maior floresta primária do mundo, tendo grande importâncias na biodiversidade do planeta, bem como na economia nacional, possuindo grandes empreendimentos que utilizam barragens para o seu processo produtivo, como barragens hidroelétricas e barragens para mineração. Apesar da sua importância ambiental e econômica, a Amazônica Legal possui baixa densidade e espacialidade de medição in loco de chuva. Os dados de precipitação são a base dos estudos hidrológicos e para todo o ciclo de implantação, operação e desativação das barragens, onde o conhecimento do comportamento hidrológico possibilita ações para prevenção de eventos climáticos extremos, bem como melhor gerenciamento e tomada de decisões dos recursos hídricos. Grupos de estações que possuem comportamentos hidrológicos semelhantes e diferenças mínimas são denominadas áreas hidrologicamente homogêneas, sendo possível a transferência de dados dessas áreas com monitoramento adequado para áreas que apresentam insuficiência de estações. A regionalização permite essa transferência de dados e a extração de informação sobre o comportamento espacial da precipitação, comumente utilizando algoritmos de agrupamento. Diante deste cenário, utilizou-se neste estudo o método de agrupamento hierárquico de Ward para identificação de grupos hidrologicamente homogêneos e posteriormente regionalização através do método da Krigagem Ordinária. Utilizou-se a série histórica de 1986 -2015 (30 anos) de dados de chuva provenientes de 268 estações. Os resultados demonstraram 6 zonas homogêneas com alta variabilidade de precipitação entre os grupos encontrados. A espacialização ratificou os resultados de outros estudos que concluíram que a Amazônia legal apresenta alta variabilidade de chuva, sendo a regionalização uma ferramenta para auxiliar na gestão de áreas com falta de dados.

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