Dissertações em Oceanografia (Mestrado) - PPGOC/IG
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Navegando Dissertações em Oceanografia (Mestrado) - PPGOC/IG por Orientadores "ROLLNIC, Marcelo"
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Dissertação Acesso aberto (Open Access) Desenvolvimento de modelo matemático para simulação de transporte de resíduo plástico em estuário amazônico.(Universidade Federal do Pará, 2024-05-28) SANTIAGO, Matheus Pamplona; BORBA, Thaís Angélica da Costa; http://lattes.cnpq.br/6210073723678433; https://orcid.org/0000-0001-8084-3128; ROLLNIC, Marcelo; http://lattes.cnpq.br/6585442266149471; https://orcid.org/0000-0002-8601-1514O crescente uso de plásticos tem gerado preocupações ambientais devido à persistência desses materiais nos ecossistemas marinhos. Estima-se que trilhões de detritos plásticos estejam atualmente nos oceanos, com milhões de toneladas adicionais ingressando anualmente por meio de rios e outras fontes terrestres. Há uma lacuna entre os modelos de entrada de plástico nos oceanos e as observações de campo, indicando a necessidade de abordagens e simulações mais precisas baseadas em dados in-situ. A Zona Costeira Amazônica (ZCA) surge como um ponto crítico para o acúmulo de resíduos plásticos, especialmente em áreas vegetadas próximas a grandes centros urbanos. Embora vários modelos numéricos tenham sido desenvolvidos para a ZCA, nenhum abordou o transporte de resíduos plásticos até o momento. Este estudo pioneiro implementou a primeira simulação matemática para o transporte de plástico em um estuário urbano da costa amazônica, especificamente na Baía do Guajará. O rio urbano da Tamandaré foi escolhido como local de lançamento devido à disponibilidade de dados in-situ para a parametrização dos plásticos que entram na Baía. O modelo hidrodinâmico (D-Flow), validado pelo grupo de modelagem ambiental do LAPMAR, e o módulo de qualidade de água (D-Waq), foram implementados com o software Delft-3D. Os resultados mostram que a Baía do Guajará é mais sensível à contaminação por plásticos durante o período seco, caracterizado por um lento transporte de massas d’água e uma reduzida capacidade de renovação do sistema. Em contraste, no período chuvoso, a tendência é para a exportação de plásticos, devido à maior capacidade de renovação do ambiente. O tempo de residência das águas do rio Tamandaré na baía varia de aproximadamente 8,28 dias no período de maior descarga a 31,76 dias no período de menor descarga, permitindo estimar que os resíduos lançados pelo Tamandaré podem alcançar o Oceano Atlântico Tropical em um intervalo de 36 a 63 dias, dependendo da estação sazonal. O estudo conclui que estuários amazônicos com marés assimétricas positivas favorecem a importação de resíduos no período de menor vazão e aumentam a exportação no período de maior vazão. Foram observadas zonas temporárias de retenção de plásticos em ambos os períodos sazonais para as regiões marginais de baixa energia e morfologia atípica, como a orla próxima ao porto de Belém (BG1) e a foz do rio Guamá (RG). Essas zonas de retenção são intensificadas no período seco e atenuadas no período chuvoso, conforme a variabilidade hidrodinâmica local. Embora o estudo tenha analisado a dinâmica resultante do aporte de plásticos em uma única maré vazante, não considerou o fluxo contínuo e o potencial acúmulo de plásticos ao longo do tempo. Este trabalho representa um passo inicial importante para melhorar a compreensão e a metodologia do transporte de plásticos na ZCA.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Investigação da influência antrópica na concentração de nutrientes inorgânicos dissolvidos no entorno da cidade de Belém-PA(Universidade Federal do Pará, 2022-08-30) PORTO, Yuri Paixão Santa Rosa; ROLLNIC, Marcelo; http://lattes.cnpq.br/6585442266149471; https://orcid.org/0000-0002-8601-1514A água é um dos recursos naturais mais importantes, sobretudo no contexto amazônico. O aumento demográfico desordenado e consequente má gestão desse recurso provoca alterações ambientais preocupantes quanto à sua qualidade. De acordo com o Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento - SNIS, a região norte do país trata cerca de 22,0% dos esgotos gerados e na Região Metropolitana de Belém esse índice fica abaixo da média nacional, com 11,3% de coleta de esgoto. A área de estudo engloba a baía do Guajará e as áreas adjacentes como os rios Guamá e Acará. As coletas de água foram realizadas durante o período chuvoso (maio), em 4 seções divididas em margem esquerda (ME), meio (M) e margem direita (MD) com coletas em superfície e fundo, a cada 4 horas durante 13 horas para analisar todo o ciclo de maré. Foram analisados parâmetros in situ (Temperatura, pH, Eh, condutividade elétrica, turbidez, OD, %OD e sólidos totais dissolvidos) e em laboratório (Silicato, fosfato, nitrato e nitrito), além da determinação da intensidade, velocidade e direção da corrente com o auxílio um ADCP para obter a vazão e calcular o fluxo de nutrientes. A área de estudo, possui alguns locais mais afastados com pouca ou nenhuma influência humana em toda sua extensão, e outros com pontos de descarga de efluentes domésticos e industriais sem tratamento. O objetivo deste trabalho é investigar uma possível contribuição antrópica no fluxo de nutrientes inorgânicos dissolvidos dos corpos d’água que banham a cidade de Belém-PA e adjacências. O rio Guamá próximo à alça viária apresentou os menores valores de nutrientes inorgânicos dissolvidos, diferente do rio Acará que, apesar de sua distância geográfica da RMB, demonstrou os valores mais altos de concentração de nutrientes. A foz do rio Guamá teve valores mais altos de nutrientes em sua margem direita e a baía do Guajará em sua porção central, por influência de despejos domésticos e industriais. O rio Guamá próximo à alça viária encontra-se relativamente preservado, com baixa concentração de nutrientes inorgânicos dissolvidos, aumentando somente próximo à sua foz, já o Acará apresentou valores mais altos principalmente devido à intensa atividade agropecuária no entorno de sua bacia. A baía do Guajará, apesar de receber despejos dos rios Acará e Guamá, possui valores menores de nutrientes que os dois locais, demonstrando sua capacidade de autodepuração e diluição.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Modelagem tridimensional da hidrodinâmica e transporte sedimentar de um lago amazônico urbano(Universidade Federal do Pará, 2025-04-17) CALLADO, Marco Antônio Vieira; ROLLNIC, Marcelo; http://lattes.cnpq.br/6585442266149471; https://orcid.org/0000-0002-8601-1514Lagos são ambientes fundamentais para a qualidade de vida humana, uma vez que regulam o clima local, fornecem água potável e sustentam uma série de serviços ecossistêmicos. O monitoramento desses ecossistemas é crucial para compreender seu metabolismo e embasar estratégias eficientes de manejo dos seus recursos naturais. Este estudo tem como objetivo desenvolver um diagnóstico e prognóstico ambiental de um lago amazônico raso inserido em área urbana — o Lago Água Preta — por intermédio da aplicação da modelagem tridimensional da hidrodinâmica e do transporte sedimentar. Para a realização das simulações numéricas foi utilizado o modelo Delft3D-FLOW, abrangendo os períodos sazonais típicos da região: chuvoso e seco. As simulações foram alimentadas com dados meteorológicos e informações físicas do lago, como temperatura do ar, humidade do ar, nebulosidade, radiação solar, batimetria, temperatura da água, velocidade das correntes e vazões de entrada e saída. Dessa forma, foi construído um ambiente computacional capaz de representar com fidelidade os processos hidrosedimentares do lago. A calibração do modelo foi realizada com uma série temporal de temperatura referente a um mês completo, enquanto a validação utilizou dados de corrente e perfis verticais de temperatura ao longo de quatro meses (dezembro, fevereiro, abril e junho). As simulações apresentaram bons indicadores estatísticos, evidenciando a confiabilidade do modelo. As maiores discrepâncias entre os dados simulados e observados ocorreram em pontos localizados nas margens mais próximas dos centros urbanos. Estas diferenças estão associadas à influência de atividades antrópicas, como o lançamento de efluentes domésticos, ou a própria morfologia afunilada do lago nesses locais, que pode gerar zonas de sombra térmica. A análise dos padrões de circulação e temperatura entre os períodos sazonais revelou diferenças relativamente pequenas. Destaca-se o aumento médio de até 2 °C na temperatura da água e de aproximadamente 0,02 m/s na velocidade das correntes no período mais quente. As maiores diferenças de entre as médias de temperatura ocorreram no ciclo diário do lago variando 3°C, com variação máxima de até 10°C. Devido o lago ser alimentado por um influxo de água artificial (inflow), este inflow é caracterizado por ser uma descarga intensa com elevada carga sedimentar. Por se tratar de um lago raso com profundidades máximas de até 4 metros, esta descarga é capaz de influenciar o metabolismo do lago como um todo, promovendo a ressuspensão de sedimentos de fundo, redistribuindo nutrientes para a coluna d’água. Ao adentrar no lago, as correntes de influxo são rapidamente desaceleradas, o que intensifica a sedimentação destes sedimentos em áreas próximas ao ponto inflow. Esse processo eleva a turbidez da água e modifica a dinâmica da biota local, resultando em um ambiente dominado por fitoplâncton e sujeito a processos de eutrofização e consequentemente diminui qualidade da água. Portanto, a partir do diagnóstico sugerido pela modelagem do Lago Água Preta, este estudo destaca a necessidade de ações contínuas de monitoramento e controle das influências antrópicas, a fim de prevenir a degradação progressiva do metabolismo do Lago Água Preta. Além de destacar a importância de lagos em geral, ainda mais quando inseridos em contexto urbanos.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Variabilidade sazonal e espacial da qualidade de água em dois lagos amazônicos: Água Preta e Bolonha, Belém, Pará, Brasil(Universidade Federal do Pará, 2025-04-04) ROMÃO, Cryssia da Costa; ROLLNIC, Marcelo; http://lattes.cnpq.br/6585442266149471; https://orcid.org/0000-0002-8601-1514Localizados no Parque Estadual do Utinga (PEUt), os lagos Bolonha e Água Preta são os principais corpos hídricos que abastecem a Região Metropolitana de Belém (RMB) com água potável pela Companhia de Saneamento do Pará (COSANPA), sendo responsável por 75% do abastecimento desta população. Estudar e conhecer a hidroquímica desses lagos é de fundamental importância, pois as condições ambientais e os serviços ecossistêmicos estão diretamente relacionados com a qualidade da água nos lagos. As fontes de entrada, como o aporte do rio Guamá por bombeamento, lançamento de efluentes in natura, escoamento continental oriundo da precipitação pluviométrica, demandam um esforço amostral aprimorado ao longo do sistema. Portanto, este trabalho teve como objetivo analisar a qualidade da água dos lagos Bolonha e Água Preta para identificar fontes de contaminação e seus efeitos sobre o ecossistema e a saúde pública. Para o entendimento e identificação dos processos físicoquímicos e suas interações com as atividades antrópicas, hidrodinâmica e o clima, foram realizadas medições mensais, durante 12 meses (setembro de 2023 a agosto de 2024) em 20 pontos no lago Água Preta e em 4 pontos no lago Bolonha. Foram coletadas amostras em 2 profundidades (superfície e fundo) para obtenção dos valores de temperatura da água, pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido (OD), turbidez e sólidos totais dissolvidos (STD) com o auxílio de uma sonda multiparâmetros, da marca HORIBA. Alíquotas foram separadas para determinação em laboratório dos seguintes parâmetros: amônio, nitrito, nitrato, fosfato, nitrogênio e fósforo total, demanda bioquímica de oxigênio, coliformes termotolerantes, clorofila-a e alcalinidade total. Os dados mensurados foram analisados estatisticamente entre pontos e estações sazonais, e calculados os Índices de Estado Trófico (IET) e de Qualidade de Água (IQA).