Centro de Hidrografia da Marinha

Transcrição

1 Técnicas modernas de projeto de acessos náuticos com base na norma ABNT NBR Técnicas para definição das Condições Meteorológicas e Ambientais CF Márcio Borges Superintendência de Meteorologia e Oceanografia (CHM-10) USP, 07 e 08 de novembro de 2017

2 Roteiro Organismos Internacionais; Serviço Meteorológico Marinho (SMM); Obrigações legais do SMM; Área de responsabilidade do SMM; Equipamentos do SMM; Novas formas de disseminação de informações; Parâmetros ambientais relevantes; Instrumentação empregada na medição; Modelagem costeira oceanográfica; Validação de modelos costeiros; e Estudos de caso de modelagem.

3 Organização Meteorológica Mundial Tem origem na Organização Meteorológica Internacional (1873); Agência especializada das Nações Unidas (ONU) desde 1951; O Brasil é um estado-membro desde a fundação da OMM e o Centro de Hidrografia da Marinha (CHM) é o órgão operacional responsável pelas atividades de Meteorologia Marítima na METAREA- V; Missão: Facilitar a cooperação mundial na criação de redes de estações para a realização de observações meteorológicas; Promover o estabelecimento e manutenção de sistemas de troca rápida de informações meteorológicas e correlatas; Promover a normalização das observações meteorológicas e afins e assegurar a publicação uniforme de observações e estatísticas;

4 Comissão Oceanográfica Intergovernamental Comissão da UNESCO, criada na XI Assembléia Geral (1961); Tem por missão: fomentar a investigação científica marinha nos oceanos, por meio de ações coordenadas e integradas de coleta de dados, produção de informações, intercâmbio de dados e transferência de tecnologia; Atuação: Desenvolver, promover e facilitar os programas de pesquisas para o entendimento dos processos globais críticos e processos regionais de oceanografia e seus relacionamentos para o desenvolvimento sustentável e manutenção dos recursos oceânicos; Assegurar o efetivo estabelecimento de planejamento e coordenação do sistema global de observação dos oceanos para prover as informações necessárias para suprir uma rede de informações do oceano e da atmosfera para o gerenciamento da zona litorânea pelas nações costeiras, e para a pesquisa ambiental sobre mudanças globais;

5 Comissão Oceanográfica Intergovernamental Atuação: Fornecer orientação internacional para o desenvolvimento de programas de educação e treinamento e assistência técnica essencial para as observações sistemáticas globais dos oceanos e de suas zonas costeiras e das pesquisas a eles relacionadas; e Assegurar que as informações e os dados oceanográficos, obtidos a partir de pesquisas, observações e monitoramento, estejam corretamente arquivados e disponíveis sem restrições. origem na Organização Meteorológica Internacional (1873). O Brasil é um estado-membro desde a criação da COI e a DHN é a instituição nacional que tem por funções promover e coordenar a participação do País nas atividades da COI relacionadas com os programas de Serviços Oceânicos, bem como servir de Banco Nacional de Dados Oceanográficos (BNDO).

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7 Obrigações Legais - NACIONAL (Decreto de 1972) Supervisão, orientação, pesquisa e desenvolvimento das atividades concernentes à meteorologia marinha ; e - INTERNACIONAL (Convenção Internacional para Salvaguarda da Vida Humana no Mar e Decreto n de 1986) Produzir e divulgar análises e previsões meteorológicas para a área marítima de responsabilidade do Brasil (METAREA V).

8 Área de Responsabilidade (METAREA V)

9 Equipamentos do SMM (Estações Meteorológicas) Chuí 15 estações meteorológicas de superfície 1 estação meteorológica de ar superior

10 As Boias Meteoceanográficas do SMM

11 Novas Formas de Disseminação de Informações - Internet ; e - Intranet.

12 Aplicativo Boletim ao Mar Desenvolvido em parceria entre DHN, RUMAR e AMN, contém Informações de Segurança Marítima (ISM) para salvaguarda da vida humana no mar, tais como os avisos de mau tempo, boletim de previsão (Meteoromarinha), carta sinótica, avisosrádio náuticos e avisos-rádio SAR para a METAREA/NAVAREA V.

13 Parâmetros ambientais relevantes A avaliação dos aspectos ambientais é relevante em diversas etapas do desenvolvimento das atividades portuárias: Planejamento de implantação do Porto; Instalação; e Operação. Na fase de operação, os dados Meteoceanográficos contribuem para a segurança operacional do porto.

14 Parâmetros ambientais relevantes Maré: é a variação vertical periódica do nível do mar causada por forçantes astronômicas, podendo ser afetada pelas condições morfológicas (batimétricas) e climáticas (Maré Meteorológica) do ambiente.

15 Correntes: Centro de Hidrografia da Marinha Parâmetros ambientais relevantes é movimento relativo de um fluido; o navegante deve ter conhecimento da direção e intensidade das correntes em qualquer instante e levar em conta o seu efeito sobre o movimento do navio.. Correntes

16 Ondas: Centro de Hidrografia da Marinha Parâmetros ambientais relevantes São as deformações periódicas na interface da água causada pela ação dos ventos. Simulação de ondas em porto (Universitat Politècnica de Catalunya)

17 Vento: Centro de Hidrografia da Marinha Parâmetros ambientais relevantes É um fenômeno meteorológico formado pelo movimento do ar na atmosfera. Existem vários fatores que influenciam na formação do vento: Pressão atmosférica; radiação solar; umidade do ar; e evaporação Vento

18 Parâmetros ambientais relevantes Visibilidade meteorológica: É a maior distância em que um objeto de característica determinada pode ser visto e reconhecido. Os seguintes fatores influenciam a visibilidade em um porto: Precipitação; névoa e nevoeiro; poeira; e sal.

19 Instrumentação empregada na medição A instrumentação tem como objetivo o registro de uma propriedade em um determinado intervalo de tempo na forma de dado. A taxa de medição do equipamento é definida de acordo com a característica da propriedade investigada (Ex.: Maré e onda). (Sensor de pressão)

20 Instrumentação empregada na medição Maré: As medições de nível da superfície do mar são tradicionalmente feitas na linha da costa, com marégrafos de boia, de pressão ou radares. 0 Os marégrafos de boia (ou de flutuador) são constituídos basicamente de um sistema de boia acoplada a uma régua e uma pena ou em um sistema eletrônico de coleta.

21 Instrumentação empregada na medição Maré: marégrafos de pressão são normalmente sensores de pressão colocados no fundo do mar que medem a pressão (ou a altura) da coluna d água e a registram internamente a determinados intervalos de tempo; radares operam fora da água enviando pulsos eletromagnéticos para baixo, os quais voltam refletidos na superfície do mar; o intervalo de tempo entre a emissão dos pulsos e a recepção dos ecos indica a distância do emissor à superfície do mar, da qual se extrai a informação sobre o nível da superfície do mar.

22 Correntes Centro de Hidrografia da Marinha Instrumentação empregada na medição Medições de correntes descrevem o movimento do fluido; em uma zona portuária o ideal é usar perfiladores acústicos ou medidores pontuais; os resultados são registros de intensidade e direção do fluido em cada ponto do espaço.

23 Correntometria em estuários O estudo dos parâmetros hidrodinâmicos em estuários possui diferentes métodos de aquisição e tratamento de dados. Esse fato se deve à ampla variedade dos ambientes continental-estuarino e costeiros que ocorrem em todo o mundo. Alguns dos principais métodos são: realização de medições transversais com ADCP de casco, de margem a margem, durante um ou mais ciclos de maré; medições utilizando fundeio ou boias com ADCP; linhas de fundeios com medidores pontuais.

24 Obras com impacto na correntometria Projeto de ponte sobre o Rio Cachoeira em Joinvile/SC. O pilar nº 3 da ponte a ser construída estava no meio do canal natural de navegação; O canal natural é o ambiente de maior intensidades de correntes, um pilar poderia mudar o fluxo de correntes alterando as características morfológicas do ambiente. O CHM inviabilizou a execução do projeto, pois estava comprometendo o ordenamento do espaço aquaviário.

25 Instrumentação empregada na medição Ondas podem ser medidas através de sensores de pressão colocados no fundo do mar que são sensíveis às oscilações de alta frequência da superfície do mar; também são utilizados ondógrafos direcionais baseados em boias que fornecem a altura e direção das ondas de acordo com o movimento da boia.

26 Instrumentação empregada na medição Medições Meteorológicas Os sistemas de estação meteorológicas podem ser composto por: Anemômetro: intensidade e direção do vento; Termohigrômetro: temperatura e umidade; Barômetro: pressão atmosférica; Pluviômetro: precipitação; Data logger: registro dos dados.

27 Instrumentação empregada na medição Procedimento para o tratamento de dados ambientais Coleta Processamento Análise

28 Modelagem costeira oceanográfica Delft3D (Delft University of Technology, Holanda) e SisBaHiA (UFRJ, Brasil): hidrodinâmico, propagação de ondas, morfológico, qualidade de água; SWAN (Delft University of Technology, Holanda): propagação de ondas em áreas costeiras. SWAN acoplado ao Delft3D.

29 Modelagem costeira oceanográfica Grade numérica; Batimetria interpolada; Dados de entrada; Setup modelo; Hindcast.

30 Dados medidos Centro de Hidrografia da Marinha Modelagem costeira oceanográfica Calibração: os resultados do modelo devem se assemelhar aos resultados da medição em campo. Nível: os dados da estação maregráfica mais próxima à área de interesse, com no mínimo 32 dias de medição. Correntes: um ADCP na área de interesse (ex: próximo ao píer de atracação), onde o refinamento da grade será o maior possível, por pelo menos duas semanas. Dados do marégrafo no Boqueirão (em azul) x modelado (em vermelho)

31 Dados medidos Centro de Hidrografia da Marinha Modelagem costeira oceanográfica Validação: utiliza-se o modelo calibrado para comparar os resultados do modelo com dados medidos em outro período e, se possível, em outra localidade, confirmando se o modelo, como um todo, está realmente representando de forma real o processo modelado. Um segundo ADCP num ponto mais distante da área de interesse, ainda numa região com bom refinamento da grade numérica, por pelo menos duas semanas.

32 Estudo de caso Centro de Hidrografia da Marinha Modelagem costeira oceanográfica LACERDA, K.C MODELAGEM HIDRODINÂMICA E DO TRANSPORTE DE SEDIMENTOS DA BAÍA DE VITÓRIA, ES: IMPACTO DO APROFUNDAMENTO DO CANAL ESTUARINO DO PORTO DE VITÓRIA. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Espírito Santo, Brasil. 137p. Objetivo: compreensão dos impactos do aprofundamento do canal de acesso ao Porto de Vitória; Cenários simulados: a) Referência: batimetria do canal de acesso ao Porto de Vitória é referente a um período anterior ao início do projeto de dragagem do porto ( , ~10-13m NR); b) Aprofundado: batimetria do canal de acesso ao porto é alterada para representar as cotas pretendidas no projeto de dragagem (~14m NR, Figura 14) do Porto de Vitória.

33 Estudo de caso Centro de Hidrografia da Marinha Modelagem costeira oceanográfica LACERDA, K.C MODELAGEM HIDRODINÂMICA E DO TRANSPORTE DE SEDIMENTOS DA BAÍA DE VITÓRIA, ES: IMPACTO DO APROFUNDAMENTO DO CANAL ESTUARINO DO PORTO DE VITÓRIA. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Espírito Santo, Brasil. 137p. Resultados: O aprofundamento do canal resultou em redução na velocidade das correntes para a maior parte do tempo, e a média das diferenças entre os experimentos foi de cerca 0,03 m/s, com um impacto médio nas velocidades de aproximadamente 20%. Assim, as alterações na hidrodinâmica sugeridas pelos resultados possuem o potencial de impactar os padrões de transporte de constituintes, como poluentes e sedimentos na Baía de Vitória.

34 Estudo de caso Centro de Hidrografia da Marinha Modelagem costeira oceanográfica DALBOSCO, A.L.P ANÁLISE HISTÓRICA DA LINHA DE COSTA E DOS PADRÕES HIDRODINÂMICOS E DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS DA PRAIA DA ARMAÇÃO, ILHA DE SANTA CATARINA SC. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Santa Catarina, Brasil. 209p. Objetivo: investigar a interferência do molhe construído na praia da Armação na hidrodinâmica e no transporte de sedimentos. Para isso foi excluído o molhe e gerada uma batimetria fictícia entre a praia da Armação e Matadeiro (ao sul desta). Cenários simulados: a) Cenário A: praia da Armação em situação atual (com molhe); b) Cenário B: praia da Armação em situação hipotética (sem molhe); Diferentes direções de onda (exemplo caso 8 = ondas de sudeste)

35 Estudo de caso Resultados: Centro de Hidrografia da Marinha Modelagem costeira oceanográfica DALBOSCO, A.L.P ANÁLISE HISTÓRICA DA LINHA DE COSTA E DOS PADRÕES HIDRODINÂMICOS E DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS DA PRAIA DA ARMAÇÃO, ILHA DE SANTA CATARINA SC. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Santa Catarina, Brasil. 209p. Ao estudar as correntes e o transporte de sedimentos, para todos os sistemas de ondas atuantes, percebe-se que é formada uma corrente de sul pra norte. Esta corrente, na ausência do molhe, ganha força sendo alimentada pelas correntes provenientes da praia do Matadeiro. As correntes, somadas ao aporte do rio Quincas D água, provavelmente abasteciam o setor sul com sedimentos em períodos de baixa energia de ondas, repondo o estoque sedimentar perdido pelas fortes correntes geradas neste setor em eventos de alta energia.

36 Modelagem costeira oceanográfica Estudo de caso (Baia de Guanabara) = PM-3h Cenário 1: Batimetria correta Cenário 2: Batimetria alterada Cenário 3: Batimetria correta na grade pouco refinada

37 Modelagem costeira oceanográfica Estudo de caso = PM-1h Cenário 1: Batimetria correta Cenário 2: Batimetria alterada Cenário 3: Batimetria correta na grade pouco refinada

38 Modelagem costeira oceanográfica Estudo de caso = PM+1h Cenário 1: Batimetria correta Cenário 2: Batimetria alterada Cenário 3: Batimetria correta na grade pouco refinada

41 Modelagem costeira oceanográfica Estudo de caso > Batimetria correta > Batimetria alterada na região do porto

45 Restará sempre muito o que fazer... marcio.borges@marinha.mil.br 45