Navegando por Assunto "Environmental monitoring"

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Acesso aberto (Open Access)
Aplicabilidade de um sistema de baixo custo para o monitoramento de dados meteoceanográficos na zona costeira Amazônica
(Universidade Federal do Pará, 2025-04-23) SOTÃO, Daniel da Silva; ROSÁRIO, Renan Peixoto; http://lattes.cnpq.br/8003860457518342; https://orcid.org/0000-0003-2913-0514
Este trabalho teve como objetivo desenvolver, implementar e validar um Protótipo de Monitoramento Contínuo (PMC) de baixo custo, para coletar dados meteoceanográficos na Zona Costeira Amazônica (ZCA), região vulnerável às mudanças climáticas e com lacunas de dados ambientais. O sistema, desenvolvido com um microcontrolador ESP32, integra sensores de temperatura e umidade relativa do ar (HDC1080 e AM2302), pressão atmosférica (BMP280 e MS5611), temperatura da água (DS18B20), nível da maré (HC-SR04), precipitação, velocidade e direção do vento. Os sensores foram validados comparando seus dados com uma estação meteorológica CICLUS PRO (EMC) e um registrador Sonlist Levelogger 5 LTC (CTDlog), ambos utilizados como referência. O PMC realizou quatro campanhas de testes em conjunto com o EMC e CTDlog, totalizando 56.221 registros. Os dados foram submetidos à regressão linear para desenvolver equações de calibração para cada sensor. A qualidade dos modelos de calibração foi avaliada por meio do coeficiente de determinação (R²), raiz do erro quadrático médio (RMSE), correlação de Pearson e análise residual. Os sensores HDC1080 e AM2302 mostraram excelente desempenho na medição de temperatura, com R² > 0,9, RMSE < 0,2 °C e residual absoluto médio (RAM) < 0,12 °C, e correlação de Pearson muito forte (r ≥ 0,9). No entanto, demonstraram instabilidade na medição da umidade relativa do ar (R² ≈ 0,64; RMSE ≈ 3,46%; RAM ≈ 2,52%). O desempenho dos sensores de pressão BMP280 e MS5611 foi inicialmente comprometido pelo aquecimento interno do PMC, mas após compensação térmica, obtiveram R² entre 0,88 e 0,99, RMSE entre 0,17 e 0,45 hPa e RAM entre 0,11 e 0,34 hPa, com destaque para o BMP280. O sensor DS18B20 apresentou correlação muito forte, R² ≈ 0,94, RMSE ≈ 0,036 °C e RAM ≈ 0,021 °C, sendo altamente promissor. O HC-SR04 destacou-se como o melhor entre todos, com R² ≈ 0,99, RMSE ≈ 2,6 cm e RAM ≈ 1,9 cm. Sensores de precipitação e de vento apresentaram inconsistências, exigindo testes adicionais. O custo total de produção do PMC foi de R$ 952,75, refletindo economia de 86,19% em relação à EMC (R$ 6.897,00) e 96,14% frente ao CTDlog (R$24.677,29). Comparando o PMC a equipamentos equivalentes, obteve-se economia de no mínimo 66,33% em relação às estações básicas e 87,3% frente a registradores de temperatura e nível da água mais econômicos. O PMC demonstrou ser uma solução viável, econômica e replicável para o monitoramento ambiental contínuo na ZCA, com potencial de preencher lacunas existentes nas redes de observação, embora melhorias ainda sejam necessárias para aprimorar seu desempenho a longo prazo.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação de técnica semi-supervisionada de análise de vetor comprimido (C2VA) em imagens de satélites para detecção de mudanças de uso e cobertura da terra
(Universidade Federal do Pará, 2017-12-15) SIRAVENHA, Ana Carolina Quintão; PELAES, Evaldo Gonçalves; http://lattes.cnpq.br/0255430734381362
Imagens de sensores remotos e sistemas de informação geográfica são poderosas ferramentas para o monitoramento do meio ambiente. A região de Carajás é um importante depósito de minerais no Brasil e, como as leis ambientais protegem uma grande parte dessa cadeia de montanhas, a região Sul/Sudeste do Pará tem estado no meio de um intenso conflito envolvendo interesses econômicos e da natureza. O maior projeto de mineração brasileiro, o projeto Carajás, ativo na região desde a década de 70 nessa região e sua influência direta e indireta atinge vários municípios, entre eles, Parauapebas, Canaã dos Carajás, Ourilândia do Norte, São Félix do Xingu e Tucumã. Os dados utilizados nesta tese são baseados na coleta informações de uso e cobertura de terra desses municípios, abrangendo uma área de aproximadamente 111.000 km2, com o objetivo de observar a intervenção da paisagem a partir de uma perspectiva em grande escala. Assim, por meio da técnica de análise de vetores de mudanças comprimido em conjunto com o método de clusterização fuzzy c-means, foram analisadas as mudanças ambientais em cada um dos municípios citados. Os resultados foram avaliados a partir de métricas comuns ao campo de processamento se imagens, tais quais, erro médio quadrático normalizado, entropia cruzada e índice de similaridade; além disso, foram extraídos valores de avaliação a partir da matriz de confusão, a saber razão kappa e acurácia total. Sob o ponto de vista da aplicabilidade das ferramentas propostas, percebeu-se que a combinação da análise de vetores comprimido com a clusterização fuzzy é suficientemente eficiente para a detecção e análise de mudanças no uso e cobertura da terra. As métricas de avaliação quantitativa e qualitativa mostram boa acurácia em comparação com as imagens de referência manualmente obtidas. Os resultados mostram que, em geral, a cobertura vegetativa foi substituída por pastagens, que por sua vez foram substituídas por áreas urbanas. A comparação com as estatísticas oficiais e a avaliação visual indicam boa precisão do presente estudo na estimativa da cobertura vegetal. Sob a perspectiva da preservação do meio ambiente, a presença de áreas ambientalmente protegidas impediu o aumento do desmatamento nessa região,onde as taxas de mudança observadas foram pelo menos 15% menores do que as regiões não protegidas.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de sensores baseados em fibra óptica afunilada para monitoramento ambiental
(Universidade Federal do Pará, 2015-02-06) SILVEIRA, Clenilson Rodrigues da; GIRALDI, Maria Thereza Miranda Rocco; http://lattes.cnpq.br/0270661833822671; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434
O monitoramento de parâmetros ambientais é importante na preservação do meio ambiente. O desenvolvimento de sistemas tecnologicamente avançados para a medição de parâmetros físicos pode permitir a detecção antecipada de fatores nocivos ao meio ambiente. Por exemplo, sistemas de medição de índice de refração e temperatura permitem detectar poluição térmica e química na água de rios. Medição de curvatura ou inclinação é importante na previsão de fenômenos naturais que possam causar danos ao ser humano, tais como deslizamentos de encostas e sismos. Essa tese investiga sensores baseados em fibra óptica afunilada para monitoramento de parâmetros ambientais. A tecnologia investigada é baseada em fibra óptica monomodo padrão com seção afunilada que faz uso do campo evanescente para detectar alterações no ambiente externo, tais como índice de refração, temperatura e curvatura. Esse tipo de dispositivo é analisado através de simulações numéricas e medidas experimentais. A modelagem numérica é feita através do método de propagação de feixe por diferenças finitas (FD-BPM, finite difference beam propagation method). É comprovado numérica e experimentalmente que o interferômetro de Michelson em fibra óptica afunilada submetida à curvatura apresenta uma intensificação na sensibilidade à variação de índice de refração em comparação com o dispositivo não curvado. Medidas experimentais indicam que esse tipo de dispositivo tem também grande potencial como sensor de temperatura. Resultados numéricos, baseados no FD-BPM, indicam que é possível otimizar os parâmetros do afunilamento na fibra óptica para melhorar sua sensibilidade à curvatura em termos de potência transmitida.
Acesso aberto (Open Access)
Ecological studies of mayflies (Insecta, Ephemeroptera): can sampling effort be reduced without losing essential taxonomic and ecological information?
(Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, 2018-06) SHIMANO, Yulie; MATOS, Mylena Neves Cardoso; JUEN, Leandro
O presente estudo avaliou o potencial para redução do esforço amostral em estudos com ninfas de Ephemeroptera em igarapés amazônicos, no estado do Pará, Brasil, sem perder informações ecológicas (composição de espécies, abundância e riqueza), além de verificar se existe congruência entre diferentes níveis de resolução taxonômica (morfoespécie, gênero, família e grupo funcional). Grupos reduzidos de 15, 10 e cinco subamostras de um controle de 20 amostras de cada um dos 40 igarapés amostrados, foram comparados quanto a riqueza de táxons e abundância (ANOVA) e composição (Procrustes). A resolução taxonômica também foi avaliada através do Procrustes. A abundância (F(3, 156) = 25,426; p < 0,001) e riqueza (F(3, 156) = 13,866, p < 0,001) variaram significativamente entre os grupos de amostras, porém, os resultados tanto de riqueza quanto de abundância dos grupos 15-S foram estatisticamente similares aos de 20-S. O mesmo padrão foi encontrado para riqueza de espécies. A resolução taxonômica a nível de gênero obteve 99% de congruência com a de morfoespécie. Esses resultados indicam que a diminuição de 20 subamostras para 15, e a redução da identificação de morfoespécie para gênero não afetaria a significância das análises. A redução de cinco amostras por local de coleta poderia resultar em uma diminuição do esforço em campo e do material para ser processado em laboratório, reduzindo o tempo de triagem e identificação. Ainda, para reduzir tempo e recursos financeiros gastos para coleta e identificação dos organismos, a identificação apenas a nível genérico poderia minimizar erros de sub ou super estimativa no processamento dos resultados.
Acesso aberto (Open Access)
Explorando a biodiversidade do rio Xingu: apresentação e validação de um novo equipamento de amostragem de DNA ambiental
(Universidade Federal do Pará, 2024-04-29) BAHIANA, Bruno Gonçalves; KEPPELER, Friedrich Wolfgang; GIARRIZZO, Tommaso; http://lattes.cnpq.br/5889416127858884
O conhecimento e monitoramento da biodiversidade se configuram como elementos- chaves para a definição de ações e iniciativas focadas na conservação e restauração da natureza. No entanto, técnicas de monitoramento são geralmente caras e demoradas, o que dificulta esforços para a identificação e manejo da diversidade biológica. Nesse sentido, é imprescindível o desenvolvimento de novos métodos rápidos, não invasivos e de baixo custo que possam trazer resultados e informações confiáveis e robustas, destacando-se, nesse contexto, as abordagens baseadas no uso do DNA ambiental (eDNA). O eDNA é uma mistura complexa de material genético oriundo de organismos inteiros ou partes deles, presentes em matrizes ambientais, que podem ser, por exemplo, de solo, água ou sedimento. O presente projeto apresenta um protótipo de equipamento simples e de baixo custo para obter amostragem de eDNA, visando explorar a riqueza e composição da ictiofauna no Sistema de Transposição de Peixes (STP) da Usina Hidrelétrica Belo Monte, localizado no curso médio do rio Xingu, um rio hiperdiverso localizado na Amazônia brasileira. Para tanto, fabricou-se um novo e acessível equipamento para coleta passiva de material genético (eDNA) a partir de uma estrutura metálica e dois tubos de PVC. Um medidor de vazão foi acoplado a um dos tubos e dois rolos de gaze foram firmemente fixados ao outro tubo. A partir das amostras, que foram coletadas a cada duas horas durante um período de 24 horas, foi gerado um inventário de espécies usando uma combinação de marcadores moleculares específicos de peixes (Tele02 12S). Para a validação do equipamento e da metodologia proposta, a variação temporal da riqueza e composição da ictiofauna detectada com eDNA foram comparadas com as registradas no monitoramento utilizando o Sistema de Vídeo-Imagem (SVI) localizado na saída do STP. Os resultados indicam que o método foi eficiente e amostrou 100% das ordens da ictiofauna que foi registrada no monitoramento com SVI, mas a similaridade entre os dois métodos foi reduzindo à medida que aumentava-se a especificidade taxonômica. Esse resultado pode ser explicado pela baixa representatividade das espécies do Xingu nas bibliotecas genômicas existentes. Neste sentido, o eDNA é uma abordagem promissora e com grande potencial de se tornar uma ferramenta valiosa para estudar e monitorar a composição de peixes em rios tropicais de água doce altamente diversificados com custos acessíveis e impactos mínimos sobre organismos e habitats, mas que, nesse momento, precisa de mais pesquisa de base para que possa a vir substituir e/ou complementar os métodos tradicionais de amostragem.
Acesso aberto (Open Access)
Proposta de manual técnico para elaboração de um programa de monitoramento da qualidade da água subterrânea no estado do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2024-02-09) SIQUEIRA, Maria Roberta Cavalcante de; PENNER, Giovanni Chaves; http://lattes.cnpq.br/3110276957027781; https://orcid.org/0000-0003-0335-5352
O monitoramento da água subterrânea é uma atividade de extrema importância para o diagnóstico e controle frente a atividades potencialmente poluidoras. Aplicado na gestão e controle ambiental, seja por uma exigência do órgão regulador, através de condicionantes de licenças ambientais, passando a representar um grande passivo ambiental para empresas que estejam atendendo aos requisitos exigidos por estes respectivos órgãos reguladores. As atividades que podem causar alterações nas águas subterrâneas necessitam de monitoramento periódico para garantir a manutenção da qualidade ambiental, pois são padronizadas e necessitam de normas, manuais, regulamentos. Este respectivo manual foi conduzido baseado em normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), legislações internacionais, manuais de monitoramentos e soluções sobre qualidade da água aplicáveis ao tema, assim como coletas constituída por poços de monitoramento no interior do Campus da Universidade Federal do Pará, em Belém (área experimental desta pesquisa). Para tanto, foram utilizados amostradores Bailer descartáveis e medições utilizando o sistema de baixa vazão (low flow), objetivando a definição de orientações e regras claras para a execução das atividades envolvidas no processo, bem como foram comentados outros dispositivos possíveis de serem usados para coleta de amostras de água subterrânea. Foi proposto ao final um manual de boas práticas, como forma de ordenar e orientar o processo de monitoramento das águas subterrâneas. Espera-se que esta proposta de manual técnico sirva como referência para as coletas de águas subterrâneas, pois mediante a preocupação no âmbito do Estado do Pará, é de suma importância organizar efetiva atuação e encaminhamento de soluções para esse problema ambiental. Adicionalmente, este manual, pretende ser um documento propositivo, e pode ser útil no monitoramento ambiental em diferentes atividades poluidoras.