Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Barragem e Gestão Ambiental - PEBGA/NDAE/Tucuruí

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Acesso aberto (Open Access)
Análise numérica da estabilidade de taludes utilizando o método de Galerkin livre de elementos
(Universidade Federal do Pará, 2017-05-03) SILVA, Davi Barbosa Costa da; TEIXEIRA, Marcelo Rassy; http://lattes.cnpq.br/8912916360456192
A segurança de barragens está associada à estabilidade das estruturas que as compõem. Em uma barragem de terra, mencionam-se os taludes, que são superfícies que formam um ângulo com a horizontal. O seu estudo uti lizando métodos numéricos, como o método de elementos finitos (MEF), possibilita a estimativa de deslocamentos, tensões e deformações. Busca-se neste estudo contribuir na eficiência da análise numérica aplicada aos taludes. Por meio do desenvolvimento de um recurso voltado especificamente para barragens, o objetivo no presente trabalho é apresentar um algoritmo capaz de verificar a estabilidade de taludes no período de sua construção utilizando um método numérico sem malha. Para as análises propostas, utilizou-se o Método de Galerkin Livre de Elementos (MGLE), aplicando-o no método de redução de resistência (MRR). Após a idealização de um modelo e solução utilizando o método de equilíbrio limite e o método de redução de resistência com o auxílio do MEF, ambos em software comercial (GeoStudio), obtiveram-se e compararam-se os resultados de um modelo em que se aplica o método de redução de resistência com o uso do MGLE. A análise pelo método de redução da resistência foi dividida em determinação das tensões in situ da fundação, construção do aterro e redução da resistência do solo. Numericamente, na etapa de obtenção das tensões in situ, o MGLE apresentou melhor resultado quando comparado ao MEF, tendo como referência o modelo matemático clássico da mecânica dos solos para superfícies sub-horizontais. Nas etapas de construção do aterro e de redução da resistência, o erro relativo aproximado do MGLE em relação ao MEF foi quase sempre superior a 5%. No entanto, observou-se que nas principais respostas, isto é, na determinação da superfície de ruptura e do fator de redução de resistência, os resultados foram similares, tanto no método de redução de resistência, com o MGLE em relação ao MEF, quanto em relação ao método de equilíbrio limite. Na comparação com este último, foram obtidos fatores de redução de resistência mais conservadores. Apesar de ser uma informação não disponível abertamente, concluiu-se que o modelo constitutivo elastoplástico utilizado no software comercial não é o modelo linear elástico perfeitamente plástico, que foi a hipótese adotada para o MGLE. Além das diferenças devido ao comportamento idealizado para o material, a aplicação de método sem malha também requer maiores estudos quanto à definição da representação do domínio da estrutura. A principal vantagem da adoção do método proposto é a possibilidade de serem testadas maiores quantidades de parâmetros em menor tempo, o que o torna útil em estudos preliminares de construção. Para tanto, deve ser observado que, apesar das limitações quanto à quantificação dos deslocamentos, que são úteis para associar resultados numéricos às observações em campo, as condições nas quais ocorre a ruptura podem ser estimadas de maneira satisfatória, conforme mostrado em comparações com os métodos atualmente mais utilizados.
Acesso aberto (Open Access)
Análise computacional do rompimento hipotético da barragem de Tucuruí-PA com o auxílio do software Mike Flood
(Universidade Federal do Pará, 2017-10-10) SANTOS, Marlon Braga dos; GOUVEIA, Fernanda Pereira; http://lattes.cnpq.br/1772072130947378; SANTOS, Viviane Almeida dos; http://lattes.cnpq.br/1489376127395764
O presente trabalho busca elaborar mapas de inundação e realizar a análise da onda de cheia decorrente do rompimento hipotético da barragem da Usina Hidrelétrica de Tucuruí (UHE Tucuruí) utilizando o software comercial MIKE FLOOD. Para tal, considera-se o cenário de galgamento (overtopping) e a ruptura total da barragem de concreto da UHE Tucuruí. A metodologia adotada para a pesquisa consistiu na coleta de informações técnicas a respeito do barramento, além do estudo hidrológico das áreas à montante e à jusante da barragem, essenciais para a definição dos parâmetros de entrada no modelo computacional a ser elaborado. A modelagem hidrodinâmica computacional foi realizada em três etapas: a primeira consistiu em uma análise unidimensional no software MIKE 11; posteriormente, com o software MIKE 21, gerou-se a malha de cálculo triangular para a análise bidimensional; e por fim, procedeu-se à análise acoplada dos dois modelos desenvolvidos anteriormente com o software MIKE FLOOD. Os resultados apontaram áreas de inundação de até 84,71 km² para os primeiros cento e dez minutos após o término da formação da brecha de ruptura, com um tempo de resposta de aproximadamente oito minutos para a população residente na área urbana de Tucuruí, indicando alto potencial de perda de vidas humanas. Destaca-se que a mancha de inundação hipotética abrange zonas residenciais e o centro comercial da cidade, assim como diversos equipamentos urbanos e órgãos públicos e uma das mais importantes vias de acesso à cidade, a BR 422, o que restringe a definição de rotas de fuga para evacuação da população afetada. Deste modo, conclui-se que as consequências do rompimento da UHE Tucuruí para o cenário analisado justificam a elaboração de um Plano de Ação de Emergência que garanta a segurança da população à jusante e que minimize os impactos econômicos e ambientais decorrentes de tal evento.
Acesso aberto (Open Access)
Dosagem experimental de concreto massa com adição de sílica ativa aplicado em barragem
(Universidade Federal do Pará, 2017-11-10) SOUZA, Grazielle Tigre de; GOUVEIA, Fernanda Pereira; http://lattes.cnpq.br/1772072130947378
O estudo de dosagem de concreto para uma grande obra, especificamente de barragens se reveste de peculiaridades próprias, por efeito dos grandes volumes envolvidos, intensificando assim o cuidado com o proporcionamento e qualidade dos materiais utilizados. Para estes concretos são, geralmente, utilizadas composições com adições pozolânicas, de maneira a reduzir o calor de hidratação bem como atuar na inibição de reações expansivas do tipo álcali-agregado. Neste sentido, o principal objetivo desta pesquisa concentra-se na elaboração de traços de concreto massa com a substituição de 8% do cimento por sílica ativa, sendo o estudo experimental de dosagem baseado no Método do Módulo de Finura dos Agregados. Com a finalidade de atender a proposta desta pesquisa, a metodologia baseou-se primeiramente na caracterização dos materiais constituintes do concreto (cimento, agregados miúdos e graúdos, assim como a sílica ativa), estudo da dosagem do concreto pelo método do Módulo de Finura dos Agregados (MMF) e posterior análise das propriedades do concreto massa obtidas possibilitando assim elaborar a composição dos concretos conforme requisitos especificados em projeto de estruturas de usinas hidrelétricas. Neste sentido, no que diz respeito à caracterização dos agregados, os resultados demonstraram a viabilidade da utilização destes na produção de concreto massa para barragens. Em relação ao cimento e a sílica ativa as características destes materiais atenderam os requisitos normativos. A dosagem experimental com base no método MMF possibilitou à elaboração dos gráficos de dosagem necessários para a definição da composição de concretos e consequentemente a verificação de suas aplicações em barragens, sendo os concretos de classe D adequados ao estudo. Pode-se afirmar, portanto que a abordagem do MMF desenvolvida nesta pesquisa pode ser considerada uma importante contribuição na disseminação da metodologia de dosagem para aplicação em concreto massa em barragens.
Acesso aberto (Open Access)
Análise temporal dos impactos socioambientais das barragens de rejeito na bacia hidrográfica do rio Murucupi, Barcarena – PA
(Universidade Federal do Pará, 2018) SANTOS, André Thiago Lemos Miranda dos; VILHENA, Karyme do Socorro de Souza; http://lattes.cnpq.br/3071495983880548
O presente estudo tem por objetivo realizar um levantamento por meio de dados técnicos-científicos a influência socioambiental das empresas utilizadoras da Bacia Hidrográfica do rio Murucupi, com foco nos barramentos da empresa utilizadoras da bacia, localizado no município de Barcarena no Estado do Pará, levando em consideração os usos múltiplos do solo e água. Para o desenvolvimento do estudo foram aplicados mapas do Sistema de Informação Geográfica Temporal (SIGT), da USGS dos anos de 1986 até 2017 e do projeto TerraClass no período de 2004 a 2014, por meio dos quais foram mensurados os impactos advindos dos usos múltiplos dos recursos naturais e degradação socioambiental observados em Barcarena, em que constatou-se um aumento de 45,58% do avanço urbano e uma diminuição de 45,58% do remanescente vegetal, para os mapas da USGS no período de 31 anos, ratificado pelos mapas do TerraClass, que apresentou um aumento de 12,21% do avanço urbano e uma diminuição de 14,03% da variável floresta. As identificações dos usos da água por parte das empresas localizadas no município foram obtidas por meio da Secretaria Estadual de Meio Ambiente e Sustentabilidade-SEMAS, em que se observou uma grande utilização dos recursos hídricos, bem como dos usos múltiplos do solo analisados por dados obtidos do IBGE como medida de identificação das atividades econômicas existentes na área de estudo, que provocam impactos negativos, ratificados pelas varáveis existentes nos mapas do TerraClass. Além de expor a percepção negativa da população em relação as empresas de barragem, por meio da aplicação de formulários online.
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)
Metodologia para preparação e avaliação de resposta a simulados de emergência de barragem de mineração
(Universidade Federal do Pará, 2018-05-11) DIAS, Rogério Eduardo Souza de Almeida; GOUVEIA, Fernanda Pereira; http://lattes.cnpq.br/1772072130947378
Barragens de mineração são elementos fundamentais para o processo de beneficiamento de minerais em função da necessidade de se concentrar ou separar os componentes minerais de interesse econômico dos componentes não aproveitáveis economicamente (rejeitos de mineração). Para que ocorra o armazenamento dos rejeitos, comumente são utilizados os reservatórios de barragens construídas nos empreendimentos minerários para este fim. Com o passar do tempo, as barragens passam a acumular grandes volumes de rejeito e água se tornado passíveis de situações indesejáveis, tais como anomalias diversas e rupturas. Neste contexto, a presente pesquisa tem por objetivo apresentar uma metodologia de preparação e avaliação de resposta aos simulados de emergência de mesa (Table Top Exercise) e simulado de evacuação total (Full Scale Exercise) a partir do PAEBM da barragem de mineração da Pera Jusante, localizada no município de Parauapebas - Pará. A motivação da proposta do trabalho foi baseada em pesquisas bibliográficas que indicaram a escassez de metodologias de aplicação de simulados de emergência com barragens de mineração. A metodologia foi desenvolvida com base em três etapas, sendo a primeira a apresentação da barragem estudo de caso (incluindo a área a jusante), a segunda a execução dos simulados de emergência e a terceira a avaliação da eficácia dos simulados. A metodologia de verificação de preparação utilizou conceitos internacionais de simulação de emergências de forma gradativa e adaptado para barragens, iniciando com o exercício simulado de mesa e posteriormente realizando o exercício simulado de evacuação de campo em escala completa. Quando da etapa de execução dos simulados, foram elaboradas fichas guias para auxiliar na preparação tanto dos agentes envolvidos, quanto da população exposta à mancha de inundação. E para o registro das informações dos simulados de emergência foi proposta a utilização de fichas contendo o detalhamento das situações de emergências, as respostas previstas e demais informações para a condução dos simulados. Como resultados obtidos pode-se destacar que na etapa de execução dos simulados foi possível conhecer a capacidade de se responder a uma eventual situação de emergência na barragem estudo de caso, com resposta no ponto de vista do pesquisador bastante positiva, uma vez que atendeu a maioria dos itens previstos nos simulados, alcançando percentuais de eficácia igual a 83,33% para o simulado de mesa (Table Top Exercise) e 93,33% para o simulado de evacuação total (Full Scale Exercise). A presente pesquisa pode ser aplicada a qualquer barragem de mineração que tenha um PAEBM concebido e espera-se que venha contribuir para o aprimoramento das metodologias de preparação e resposta a emergências com barragens de mineração, sendo utilizada para aperfeiçoar o processo de mineradoras que já praticam ações similares, e sobretudo, mineradoras que ainda iniciam os trabalhos relativos à preparação e resposta a emergências tendo em vista a segurança da população a jusante.
Acesso aberto (Open Access)
Interpretação e aplicação dos níveis de controle do monitoramento geotécnico na avaliação de segurança de barragens de mineração
(Universidade Federal do Pará, 2018-05-11) SOUZA, Deni Otávio Oliveira de; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345
É notória a importância do monitoramento e análise de segurança das barragens na redução do risco imposto por estas estruturas. O monitoramento de estruturas visa vários objetivos que vão desde permitir avaliar o desempenho frente ao projetado, avaliar a segurança da estrutura e estabelecer novas teorias. Entretanto, a instrumentação tem tido um viés cada vez mais preponderante para subsidiar a análise de estabilidade, e consequentemente, refletindo na limitação da avaliação de segurança dos empreendimentos. Se não bastasse a restrição da função do monitoramento nos projetos e citações de legislação, colocou-se uma grande importância para uma ferramenta, denominada por alguns profissionais como carta de risco, que estabelece níveis de controle, atenção, alerta e emergência, relacionados à leitura de cada instrumento. Porém, estes níveis de controle ou referência podem estar sendo utilizados amplamente e equivocadamente para determinar a segurança de barragens sobrepondo ou substituindo o julgamento por profissionais de engenharia em muitos casos. Além disso, foram apresentados critérios para aplicação de uma metodologia para elaboração de níveis de controle através do método determinístico, considerando os instrumentos que compõe a seção principal de uma barragem de mineração, aplicando-se uma metodologia para definição dos níveis de atenção, alerta e emergência para os instrumentos, com o intuito de auxiliar na análise prévia dos dados de monitoramento da estrutura e identificar de forma automática possíveis desvios no padrão de leitura dos instrumentos. Desta forma, foram estabelecidos limites para os níveis de controle dos instrumentos e os resultados obtidos foram utilizados na implantação de um sistema de pré-alarme associado a um procedimento padrão de reposta em relação ao nível de controle informado, tendo como intuito a melhoria no controle e segurança da estrutura. Finalmente, este trabalho procurou fazer uma reflexão da aplicação desta ferramenta de controle do monitoramento na segurança das barragens de mineração, fazendo uma análise crítica de conceitos técnicos aplicados para a análise de risco da estrutura, o que levou a uma conclusão de que as nomenclaturas utilizadas para os níveis de controle e os gráficos de risco amplamente utilizados devem ser revisados, de forma que não estejam associados por engano ao risco da estrutura ou aos Planos de Ações de Emergência das barragens de mineração.
Acesso aberto (Open Access)
Investigação da causa da fratura na haste do cilindro hidráulico da comporta do vertedouro da UHE Tucuruí
(Universidade Federal do Pará, 2018-08-16) MOREIRA, Davi Carvalho; MERLIN, Bruno; http://lattes.cnpq.br/7336467549495208
Neste trabalho apresenta-se uma investigação das causas da fratura em uma haste do cilindro hidráulico que movimenta a comporta do vertedouro da usina hidrelétrica de Tucuruí, após 30 anos de serviço. A análise química e os ensaios de tração confirmaram que o material da haste atende a especificação de projeto que corresponde ao aço inoxidável martensítico AISI 410, com Fator J e Fator P indicando que o material possui susceptibilidade a fragilização ao revenido. A análise da superfície fraturada, com auxílio do microscópio eletrônico de varredura, mostrou uma estrutura totalmente martensita com a presença de ferrita-δ, promovendo um forte efeito negativo nas propriedades mecânicas do aço, reduzindo resistência ao impacto e a energia de propagação da trinca. Os ensaios de impacto, em corpos de prova Charpy-V, indicaram uma baixa tenacidade para a haste em estudo. A análise metalográfica evidenciou uma fratura intergranular com sinais de clivagem, propagação das trincas ao longo dos contornos da austenita prévia e uma intensa corrosão intergranular junto a superfície da haste. A medição dos esforços nas hastes dos cilindros hidráulicos, em situação real de serviço, mostrou que a tensão na secção de maior diâmetro da haste, quando da abertura da comporta, é inferior aos valores de projeto e a variação de amplitude da tensão, causada pela passagem da água pela comporta, possui valores menores que 1% da tensão nominal. Os resultados obtidos no ensaio em campo foram utilizados nos estudos numéricos modelados pelo Método dos Elementos Finitos, observando-se no local onde ocorre a fratura, uma tensão de aproximadamente 63% da tensão de escoamento do material e vida infinita para fadiga de baixo ciclo (abertura e fechamento da comporta) e muito alto ciclo (passagem de água pela comporta). A haste rompeu devido à baixa tenacidade ao impacto e uma moderada resistência à corrosão, associada ao efeito de entalhe da zona crítica de transição da seção da haste. Estas condições, juntamente com efeito corrosivo da água, propiciaram a nucleação de trincas por corrosão sob tensão e sua propagação por fadiga, até a ruptura total, frágil. O desempenho da haste decorre do tratamento térmico inadequado durante o processo de fabricação, que resultou em elevado teor de ferrita-δ, fragilização ao revenido, baixa tenacidade ao impacto e susceptibilidade à corrosão sob tensão.
Acesso aberto (Open Access)
Critérios operacionais para redução da contribuição de sedimentos gerados em pilhas de estéril
(Universidade Federal do Pará, 2018-11-14) COSTA, Glayce Wivyanne Oliveira; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662
A falha na construção e/ou operação de pilhas de estéril pode acarretar em impactos ambientais significativos por conta da gestão de sedimentos provenientes de processos erosivos, principalmente no período chuvoso, tornando-se necessária a elaboração de planos de mitigação que levem em consideração o comportamento morfodinâmico dos terrenos, bem como o ritmo de assoreamento ou da carga de sedimentos que podem ser incorporadas aos cursos d’água durante as diferentes etapas construtivas das estruturas, a fim de garantir a integridade da flora no entorno do empreendimento, bem como otimizar a destinação dos rejeitos e sedimentos dentro do espaço definido para as atividades de mineração. Nesse sentido, este estudo objetiva analisar o processo de disposição de estéril e de geração de sólidos, em pilhas de disposição de estéril de minério de ferro, provenientes de minas a céu aberto, e com isso indicar critérios operacionais que subsidiem a redução da contribuição de sedimentos gerados nas pilhas para o meio ambiente. Para a execução deste trabalho foi escolhida uma pilha de estéril da Vale instalada na Província Mineral de Carajás, denominada PDE NW II, para a qual foi realizada uma pesquisa documental e análises crítica dos principais fatores envolvidos na dinâmica erosiva da estrutura. Neste contexto estão inclusos os históricos de chuvas, classificação de cobertura do solo, tamanho e morfologia da bacia de contribuição, bem como a quantificação de sedimento carreado pela estrutura para porções a jusante. A metodologia utilizada se mostrou eficiente, principalmente porque conseguiu correlacionar causa e efeito, na avaliação das rotinas de implantação e operação das pilhas, de forma a tornar intuitiva as ações de ordem preventiva, no sentido de minimizar o transporte de sedimento para o meio ambiente.
Acesso aberto (Open Access)
Análise comparativa entre uso e qualidade do solo na área do reservatório da UHE – Tucuruí com base nos atributos físicos e químicos
(Universidade Federal do Pará, 2018-12-21) RAMOS, Jaqueline Pinheiro; VILHENA, Karyme do Socorro de Souza; http://lattes.cnpq.br/3071495983880548
A construção de barragens e seus reservatórios gera uma série de problemas, dentre eles, cita-se as erosões nas margens dos reservatórios. Os solos formadores da região da UHE-Tucuruí estão submetidos a diferentes usos e ocupações que com o passar do tempo tem sofrido alterações com a sazonalidade do lago e a crescente utilização de terras, sem considerar as potencialidades e limitações do solo. Algumas dessas áreas já apresentam sinais de degradação e também são identificados pontos de ocorrência de erosão. O presente trabalho busca a determinação dos atributos químicos e físicos para avaliação de erodibilidade em solos situados na área do reservatório da UHE-Tucuruí. Com a seleção das áreas de mata nativa, plantação e pastagem realizou-se a coletada de amostras do tipo composta e deformada para execução dos ensaios químicos e físicos no Laboratório de Engenharia Civil da Universidade Federal do Pará no Campus Universitário de Tucuruí. Após a obtenção dos resultados das propriedades físicas e químicas dos solos pode-se prescrever as alterações provocadas pela diferença de seu uso e ocupação, no comparativo entre as áreas, os parâmetros estabelecidos evidenciaram a degradação química do solo e a perda de nutrientes que desencadeiam os processos erosivos. Foram aplicadas técnicas de análise multivariada: Análise de Componentes Principais (PCA) e Análise de Agrupamento Hierárquico (HCA) para correlacionar as variáveis, o entendimento do conjunto de dados foi facilitado e a inter-relação entre as variáveis e amostras ficaram mais claras, a partir dessas análises, foi possível determinar que a área de pastagem na camada superficial é a que mais se diferencia das demais, quando se considera todos os atributos analisados e as amostras extraídas, além disso, a análise multivariada destacou do conjunto de informações, quais as variáveis estão sofrendo alterações em consequência da atividade antropica.
Acesso aberto (Open Access)
Análise da cobertura do solo usando NDVI, na região da hidrelétrica de Belo Monte, estado do Pará - Brasil
(Universidade Federal do Pará, 2019) CARRARO, Fábia Gabriela Pflugrath; FÜLBER, Heleno; http://lattes.cnpq.br/5018616409948511
O presente trabalho visa analizar a cobertura do solo, da região do complexo hidrelétrico de Belo Monte utilizando NDVI (Normalized Difference Vegetation Index ou Índice de Vegetação por Diferença Normalizada), calculado a partir de imagens TM/Landsat 5 e OLI/Landsat 8 de 2008 à 2018. O uso das imagens no período de 10 anos possibilitou identificar de forma contínua, tendências nos pixels em função da mudança do uso do solo. O mapeamento consistiu delineado por um polígono (buffer) a cada lado do Rio Xingu, as imagens obtidas durante o período seco, na Divisão de Geração de Imagens do Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS). As cenas foram processadas e os mapas temáticos gerados no ArcGIS® 10.2.2. e aplicada a ferramenta NDVI para o mapeamento de áreas e em seguida foi gerada uma grade com os valores processados e assim, a criação de classes temáticas com base em intervalos de valores do índice, para geração das imagens temáticas, com intervalos de valores definidos associados a uma escala de cores. A redução nos valores de NDVI nos anos de 2008, 2009, 2016 e 2017 evidencia a influência direta da diminuição da vegetação devido a ação de desmatamento. Verificou-se que ao longo da série temporal, que a partir de 2013 até 2016 houve uma constância nos valores de NDVI, indicando que nesses anos não ocorreram grandes perdas de biomassa vegetal. Deste modo, a aplicação do índice mostra uma eficiência ao analisar o comportamento da vegetação possibilitou constatar uma enorme perda da biomassa vegetal e aumento de solo exposto, devido também à implantação da hidrelétrica de Belo Monte.
Acesso aberto (Open Access)
Metodologia de seleção de rotas de evacuação de emergência para caso de rompimento da UHE-Tucuruí
(Universidade Federal do Pará, 2019-01-30) GOTO, Raphaela Sobreira; TEIXEIRA, Marcelo Rassy; http://lattes.cnpq.br/8912916360456192
As Barragens desempenham um papel importante no desenvolvimento social e econômico brasileiro. Embora mesmo quando considerados de baixo risco, incidentes envolvendo barragens podem causar danos significativos, apesar dos diversos custos potenciais resultantes de danos materiais, a perda de vidas humanas é na escala dos danos o mais significativo. A evacuação em caso de rompimento é um processo complexo que é o resultado agregado de muitos fatores, como modos de evacuação e características das rotas de evacuação. Neste contexto o presente trabalho visa determinar uma metodologia de seleção de rotas de evacuação de emergência para área urbana do município de Tucuruí localizado a jusante da Usina Hidrelétrica de Tucuruí (UHE-Tucuruí), sob a condição de ruptura do. A metodologia adotada é a baseada na otimização de rotas evacuação a partir da minimizando e/ou excluindo de interseções no percurso, para isso a proposta segue uma adaptação do método de seleção de rotas desenvolvido por Zhang et al. (2016). A metodologia foi aplicada em quatro etapas, sendo a primeira a divisão do município em zonas gerenciáveis de acordo com as características socioeconômicas e distribuição viária, a segunda a criação das tabela de interseções (adjacência) entre as vias, a terceira é a determinação da vias de saída segura responsáveis pelo deslocamento da população para outros município e a quarta etapa é o desenvolvimento do método de seleção de rotas que tem como produto final uma tabela de rotas considerando todos os percursos possíveis de evacuação que encaminhem para saída da área de risco. O método estabelece a melhor escolha de rota aquela que apresente o menor número de interseções no caminho de evacuação. Como resultado a metodologia se mostrou eficaz quando aplicada em Tucuruí, gerando possíveis rotas dentro de todo o perímetro urbano do município, proporcionando baixo custo já que não utiliza softwares que carecem de licença e elevado custo de aplicação, se mostrando um método de fácil aceitação e comunicação entre a população a ser evacuada, proporcionando a redução no tempo de viagem, maior segurança de evacuação e balanceamento de cargas de tráfego entre as diferentes saídas.
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)
Desenvolvimento de uma plataforma de hardware e software livres para monitoramento remoto e instrumentação de barragens
(Universidade Federal do Pará, 2019-08-09) BEZERRA, Ábner Cézar Santos; GOUVEIA, Fernanda Pereira; http://lattes.cnpq.br/1772072130947378; FÜLBER, Heleno; http://lattes.cnpq.br/5018616409948511
Este trabalho tem como objetivo desenvolver um projeto piloto de um Sistema de Monitoramento online para implantação em instrumentação de barragens, utilizando-se de uma plataforma e softwares livres. A metodologia da pesquisa foi realizada em 6 etapas, sendo estas: a revisão da literatura; a seleção da placa de desenvolvimento; o desenvolvimento de um Data Logger; o desenvolvimento de um aplicativo para a leitura de sensor analógico; a implementação do Sistema de Monitoramento em um ambiente controlado e a implementação do Sistema de Monitoramento em campo. Por fim, as conclusões obtidas com a elaboração da presente pesquisa foram: a placa de desenvolvimento escolhida, a ESP8266, teve um desempenho satisfatório, podendo ser programada pelo ambiente de desenvolvimento Arduino, além de possuir conexão wifi, o que possibilitou a construção de um Data Logger que utiliza uma rede sem fio, com endereçamento IP para apresentação dos dados. O aplicativo criado, desenvolvido na IDE Android Studio, teve resposta satisfatória, podendo logar no endereço IP do Data Logger, e apresentar ao usuário, em tempo real, os resultados em tela. Foram realizados ensaios em ambiente controlado, para a verificação da resposta de um sensor de pressão, e em campo, onde foi possível a obtenção de curvas de tendência em cada um desses ambiente com grande precisão porém, ao se comparar as curvas obtidas com a curva padronizada de calibração, foi observado somente a convergência dos valores das leituras até o valor da altura manométrica igual a 3 m.c.a., enquanto que valores de alturas manométricas de 3 a 6 m.c.a. demonstraram uma dispersão de aproximadamente 1% em relação à curva padronizada e, leituras acima de 6 m.c.a. apresentaram dispersão maiores que 5%. Fato este que só foi possível identificar pois o aplicativo tem um período de amostragem de 800 milissegundos, garantindo assim uma leitura praticamente em tempo real.
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)
Estudo da erodibilidade de solos do reservatório da UHE Tucuruí
(Universidade Federal do Pará, 2019-10-30) SILVA, Lucas Manoel da; GOUVEIA, Fernanda Pereira; http://lattes.cnpq.br/1772072130947378; ALENCAR JÚNIOR, Júlio Augusto de; http://lattes.cnpq.br/3663658632717465
A Usina Hidrelétrica de Tucuruí, além de ser a 5º maior hidrelétrica do mundo em capacidade de geração, promove energia à vários estados brasileiros, e, tendo um reservatório de 2.917 km², está fortemente sujeita a manifestação de processos erosivos. Diversos trabalhos relatam a ocorrência de feições erosivas nas proximidades do lago do seu reservatório, além de estar constantemente sujeita a ações erosivas laminares em suas áreas de drenagem. Neste trabalho Foram realizados levantamentos bibliográficos, verificações de campo e análises diretas e indiretas da erodibilidade de amostras dos principais solos do reservatório da UHE Tucuruí. As análises indiretas empregaram formulações semiempíricas baseadas em caraterísticas físicas e geotécnicas dos solos, e as diretas testaram amostras indeformadas sob escoamento superficial, exposição de processos de imersão gradual e total em água, e sob intensos níveis de amolgamento para avaliações na metodologia Miniatura Compactada Tropical – M.C.T. Verificou-se que é possível notar uma sensível elevação da ocupação territorial do reservatório, favorecendo a exposição aos processos erosivos, e que as amostras classificadas pedologicamente como Argissolo e Latossolo Amarelo apresentaram médias taxas de erodibilidade, como 0,0392 e 0,0323 g/cm²/min./Pa e baixos níveis de desagregação, enquanto o Latossolo Vermelho apresentou baixa erodibilidade como 0,002 g/cm²/min./Pa, médios a altos níveis de desagregação e expansões, na metodologia M.C.T. Tais conclusões indicam que a atividade agrícola da área deve privilegiar culturas que mantenham a cobertura superficial das áreas dos primeiros solos e a prevenção de usos que possam desestruturar e amolgar o ultimo solo.
Acesso aberto (Open Access)
Análise do monitoramento de segurança de barragens de terra do aproveitamento hidrelétrico de Belo Monte: estudo de caso de diques do complexo no cenário do enchimento e operação
(Universidade Federal do Pará, 2019-12-12) MODESTO, Renan Ribeiro; ALENCAR JUNIOR, Julio Augusto de; http://lattes.cnpq.br/3663658632717465; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345; https://orcid.org/0000-0002-5911-1368
No Brasil, a execução de barragens de terra ou diques de terra são métodos bastante comuns e utilizados principalmente para atender as demandas da mineração, irrigação ou armazenamento de água para produção de energia hidrelétrica. é de suma importância o monitoramento e análise de segurança dessas estruturas para reduzir riscos ambientais, fatores de segurança, fatores tecnológicos e observar continuamente o comportamento e desempenho frente ao projetado. A presente dissertação busca a compreensão desses procedimentos de monitoramento de segurança de barragens utilizando os diques 01-A, 01-B e 01-C do reservatório intermediário da UHE Belo Monte por meio do estudo dos diferentes processos para garantir a segurança das estruturas. O percurso metodológico adotado sucedeu por intermédio da coleta de informações técnicas referente às estruturas estudadas, análise dos projetos construtivos e verificação das metodologias adotadas que contemplam o enchimento dos reservatórios, leitura de todos os checklists que são inspeções de campo, além dos dados dos gráficos, resultados dos instrumentos de auscultação locados no corpo dos barramentos no período do enchimento e operação que compreendeu os anos de 2015 a 2018. O tipo de pesquisa refere-se a um estudo de caso de natureza documental, visto que os analisados dados do monitoramento de segurança além do comportamento das estruturas. Os resultados revelam que quando comparados aos procedimentos de segurança adotados em ‚âmbito internacional, existe uma carência dos órgãos fiscalizadores de segurança brasileiros referente a uma metodologia mais específica e clara quanto ao processo do primeiro enchimento de um reservatório, e em linhas gerais, os mecanismos de monitoramento não necessariamente se associam, uma não conformidade nas inspeções visuais não obriga o instrumental ter uma leitura fora da referência adotada como segurança. Todavia, quando diferentes não conformidades e/ou anomalias se apresentam concomitante tanto na inspeção visual, quanto no monitoramento por instrumentação essa situação requer ações corretiva em curto prazo, por ser considerado um cenário desfavorável a segurança da estrutura e pautado nessa correlação fortalece a tomadas decisões de intervenções a jusante das estruturas.
Acesso aberto (Open Access)
Perfil fitoquímico, atividade antioxidante e antimicrobiana de extratos de espécies da flora amazônica coletadas na região de influência socioambiental da UHE-Tucuruí
(Universidade Federal do Pará, 2019-12-16) NOGUEIRA, Bruno Alves; VILHENA, Karyme do Socorro de Souza; http://lattes.cnpq.br/3071495983880548; https://orcid.org/0000-0001-9661-6683
Com mais de 56.000 espécies de plantas, o Brasil tem uma das floras mais ricas do mundo englobando quase 19% da flora mundial, excluindo os fungos. Boa parte deste recurso encontra-se na Amazônia, que é a região de maior biodiversidade do planeta. Entretanto, devido às diversas ações antrópicas, o conhecimento, a conservação e inúmeras espécies nativas com potencial biotecnológico podem se perder. Neste sentindo, o presente estudo teve como objetivo analisar o perfil fitoquímico, atividade antioxidante e antimicrobiana de extratos das cascas e sementes dos frutos de três espécies da flora Amazônica, preparados a partir de diferentes técnicas extrativas. Para tal, foram obtidas matrizes vegetais a partir das cascas e sementes de frutos de Poraqueiba sericea, Garcinia macrophylla e Platonia insignis,os métodos de extração aplicados foram a quente, com uso Sohxlet, e a frio utilizando-sehexano, metanol e sistema hidroalcoólico (50:50) como solventes. Foram realizados testes de triagem fitoquímica, para identificar as principais classes de metabólitos secundários presentes nas estruturas vegetais. A atividade antioxidante foi avaliada aplicando-se os métodos DPPH, ABTS e FRAP e o potencial antimicrobiano foi determinado pelo método de disco-difusão em placa. O extrato hidroalcoólico a quente das sementes de G. macrophylla apresentou o melhor rendimento (11,40%). Todas as espécies apresentaram uma gama considerável de classes de metabólitos secundários, com destaque para o extrato hidroalcoólico a frio das sementes da espécie G. macrophylla (EHA-Gm), que apresentou a maior variabilidade (9 classes). Em relação à atividade antioxidante, a fração EHA-Gm, demonstrou atividade de 685,53 (± 7,38x10-4 ) μmol Fe (II).g-1 de extrato, na concentração de 0,1875 mg.mL-1 , sendo este o mais ativo dentre os extratos testados pelo método FRAP. Essa mesma fração apresentou a menor concentração de eficiência para reduzir o radical DPPH em 50% (CE50) (97,31 ± 5,98×10-2 µg/mL). Nos ensaios antimicrobianos, os extratos testados demonstraram resposta positiva de inibição frente às cepas da bactéria Bacillus subtilis, do fungo Candida glabrata e das cianobactérias Synechocystis sp. e Synechococus sp.. O presente estudo demonstrou que as espécies P. sericea, P. insignis e G. macrophylla, podem ser consideradas como fontes promissoras de compostos bioativos. Com destaque para a espécie G. macrophylla, que se destacou nos ensaios antimicrobianos e antioxidantes realizados durante este estudo.
Acesso aberto (Open Access)
Construção de um protótipo de barco robô de baixo custo para análise de qualidade de água em rios e reservatórios
(Universidade Federal do Pará, 2020) MARTINS, Leandro Ramos; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166
A Agência Nacional de Águas por meio de seu Programa Nacional de Avaliação da Qualidade da Água opera uma rede monitoramento com 1874 pontos de registro de dados em todo o território nacional em conjunto com os estados, onde é realizada a análise de quatro parâmetros básicos. Segundo a Agência Nacional das Águas a quantidade de pontos se mostra insuficiente para que o monitoramento da qualidade das águas dos lagos e rio possam ser avaliados durante todo o seu percurso, o que promove a falta de dados e informações gerando lacunas no monitoramento que não se pode reverter. Uma opção que está em fase de desenvolvimento para a solução deste problema que não é exclusivo do Brasil, é a utilização de barcos robôs, que tem se mostrado uma tecnologia promissora. Este trabalho propõe a construção de um protótipo de barco robô para análise de qualidade de água de baixo custo, e promove a análise da utilização das embarcações robóticas com o objetivo de auxiliar as atividades de coleta e análise da qualidade da água com o intuito de facilitar e agilizar o monitoramento. O protótipo desenvolvido contemplou a utilização de tecnologias de baixo custo em seu projeto e montagem mecânica, elétrica e eletrônica além da interface homem máquina. O barco robô foi testado em bancada e em campo, obtendo resultados satisfatórios para as medições de ph, temperatura e coleta, refrigeração e transporte de amostras de água, função esta, não observada em outros projetos de barcos robôs.
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).