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https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16501
Tipo: | Dissertação |
Data do documento: | 28-Mai-2024 |
Autor(es): | SANTIAGO, Matheus Pamplona |
Primeiro(a) Orientador(a): | ROLLNIC, Marcelo |
Primeiro(a) coorientador(a): | BORBA, Thaís Angélica da Costa |
Título: | Desenvolvimento de modelo matemático para simulação de transporte de resíduo plástico em estuário amazônico. |
Agência de fomento: | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior |
Citar como: | SANTIAGO, Matheus Pamplona. Desenvolvimento de modelo matemático para simulação de transporte de resíduo plástico em estuário amazônico. Orientador: Marcelo Rollnic. Coorientadora: Thaís Angélica da Costa Borba. 2024. xiv. 67 f. Dissertação (Mestrado em Oceanografia) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Oceanografia. Belém. 2024. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16501. Acesso em:. |
Resumo: | O 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. |
Abstract: | The increasing use of plastics has raised environmental concerns due to the persistence of these materials in marine ecosystems. It is estimated that trillions of pieces of plastic debris are currently in the oceans, with millions of additional tons entering annually through rivers and other terrestrial sources. There is a gap between models of plastic input to the oceans and field observations, indicating the need for more accurate approaches and simulations based on in-situ data. The Amazon Coastal Zone (ACZ) emerges as a hotspot for the accumulation of plastic waste, especially in vegetated areas close to large urban centers. Although several numerical models have been developed for the ACZ, none have addressed the transport of plastic waste to date. This pioneering study implemented the first mathematical simulation for plastic transport in an urban estuary on the Amazon coast, specifically in the Guajará Bay, using the urban river (Tamandaré river) as a release site due to the availability of in-situ data for plastic parameterization. The hydrodynamic model (D-Flow), validated by the LAPMAR environmental modeling group, and the water quality module (D-Waq), were implemented using the Delft-3D software. The results show that Guajará Bay is more sensitive to plastic contamination during the dry period, characterized by slow transport of water masses and a reduced capacity for renewal. In contrast, during the rainy season, the tendency is to export plastics, due to the system's greater capacity for renewal. The residence time of the waters of the Tamandaré River in the bay varies from approximately 8.28 days in the period of greatest discharge to 31.76 days in the period of lowest discharge, allowing us to estimate that the waste released by the Tamandaré can reach the Tropical Atlantic Ocean in a range of 36 to 63 days, depending on the seasonal season. The study concludes that Amazon estuaries dominated by positive asymmetric tides favor the import of waste during periods of lower flow and increase exports during periods of higher flow. Temporary plastic retention zones were observed in both seasonal periods for marginal regions of low energy and atypical morphology, such as the coastline close to the port of Belém (BG1) and the mouth of the Guamá River (RG). These retention zones are intensified in the dry season and attenuated in the rainy season, depending on local hydrodynamic variability. Although the study analyzed the dynamics resulting from the input of plastics in a single ebb tide, it did not consider the continuous flow and potential accumulation of plastics over time. This work represents an important initial step towards improving the understanding and methodology of plastics transport in the ACZ. |
Palavras-chave: | Resíduos plásticos Rios urbanos Delft-3D Baía do Guajará |
Área de Concentração: | SISTEMAS COSTEIROS E OCEÂNICOS |
Linha de Pesquisa: | PROCESSOS EM SISTEMAS COSTEIROS E OCEÂNICOS |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::OCEANOGRAFIA |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Pará |
Sigla da Instituição: | UFPA |
Instituto: | Instituto de Geociências |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Oceanografia |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
Aparece nas coleções: | Dissertações em Oceanografia (Mestrado) - PPGOC/IG |
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