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Centro de Hidrografia da Marinha

Técnicas modernas de projeto de acessos náuticos com base na norma ABNT NBR 13246 - 2017

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

Centro de Hidrografia da MarinhaCentro de Hidrografia da Marinha

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.

Roteiro


• 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 oCentro 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;

Organização Meteorológica Mundial


• 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;

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).

Comissão Oceanográfica Intergovernamental


Obrigações Legais

- NACIONAL (Decreto 70.092 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° 92.610 de 1986) – “Produzir

e divulgar análises e previsões meteorológicas para a área

marítima de responsabilidade do Brasil (METAREA V)”.

Centro de Hidrografia da MarinhaÁrea de Responsabilidade

(METAREA V)

Centro de Hidrografia da MarinhaChuíEquipamentos do SMM

(Estações Meteorológicas)

15 estações meteorológicas de

superfície

1 estação meteorológica de ar

superior

Centro de Hidrografia da MarinhaAs Boias Meteoceanográficas do SMM

Centro de Hidrografia da MarinhaNovas Formas de Disseminação de Informações

www.mar.mil.br/meteo - Internet ; ehttp://www.chm.mb/meteo/index.htm - Intranet.


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, avisos-

rádio náuticos e avisos-rádio SAR para a

METAREA/NAVAREA V.

Aplicativo Boletim ao Mar

Centro de Hidrografia da MarinhaParâmetros 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.


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.


Correntes:

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


Ondas:

São as deformações periódicas na interface da água causada pela ação dos

ventos.

Simulação de ondas em porto (Universitat

Politècnica de Catalunya)


Vento:

É um fenômeno meteorológico formado pelo movimento do ar naatmosfera.

Existem vários fatores que influenciam na formação do vento:

• Pressão atmosférica;

• radiação solar;

• umidade do ar; e

• evaporaçãoVento


Visibilidade meteorológica:

É a maior distância em que um objeto de característica determinada podeser visto e reconhecido.

Os seguintes fatores influenciam a visibilidade em um porto:

• Precipitação;

• névoa e nevoeiro;

• poeira; e

• sal.


A taxa de medição do equipamento édefinida de acordo com a característica dapropriedade investigada (Ex.: Maré eonda).

A instrumentação tem como objetivo o registro de uma propriedade em umdeterminado intervalo de tempo na forma de dado.

Instrumentação empregada na medição

(Sensor de pressão)

Centro de Hidrografia da MarinhaInstrumentação empregada na medição

Maré:

As medições de nível da superfície do mar são tradicionalmente feitas nalinha 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.


Maré:

marégrafos de pressão são normalmentesensores de pressão colocados no fundo do marque medem a pressão (ou a altura) da colunad’água e a registram internamente adeterminados intervalos de tempo;

radares operam fora da água enviando pulsoseletromagnéticos para baixo, os quais voltamrefletidos na superfície do mar; o intervalo detempo entre a emissão dos pulsos e a recepçãodos ecos indica a distância do emissor àsuperfície do mar, da qual se extrai a informaçãosobre o nível da superfície do mar.


Correntes

Medições de correntes descrevem o movimento do fluido;

em uma zona portuária o ideal é usar perfiladores acústicos ou medidorespontuais;

os resultados são registros de intensidade e direção do fluido em cadaponto do espaço.


Correntometria em estuários

O estudo dos parâmetros hidrodinâmicos emestuários possui diferentes métodos deaquisição e tratamento de dados.

Esse fato se deve à ampla variedade dosambientes continental-estuarino e costeirosque ocorrem em todo o mundo.

Alguns dos principais métodos são:

realização de medições transversais comADCP de casco, de margem a margem,durante um ou mais ciclos de maré;

medições utilizando fundeio ou boias comADCP;

linhas de fundeios com medidores pontuais.


Obras com impacto na correntometria

Projeto de ponte sobre o Rio Cachoeira emJoinvile/SC. O pilar nº 3 da ponte a ser

construída estava no meio do canalnatural de navegação;

O canal natural é o ambiente demaior intensidades de correntes,um pilar poderia mudar o fluxo decorrentes alterando ascaracterísticas morfológicas doambiente.

O CHM inviabilizou a execução doprojeto, pois estavacomprometendo o ordenamentodo espaço aquaviário.


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 ondógrafosdirecionais baseados em boias quefornecem a altura e direção das ondas deacordo com o movimento da boia.


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.


Procedimento para o tratamento de dados ambientais

Coleta Processamento Análise

Centro de Hidrografia da MarinhaModelagem 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.


Grade numérica;

Batimetria interpolada;

Dados de entrada;

Setup modelo;

Hindcast.


Dados medidos

Calibração: os resultados do modelo devem se assemelhar aos resultados damedição em campo.

Dados do marégrafo no Boqueirão (em azul) x modelado (em vermelho)

• Nível: os dados da estação maregráficamais próxima à área de interesse, com nomínimo 32 dias de medição.

• Correntes: um ADCP na área deinteresse (ex: próximo ao píer deatracação), onde o refinamento dagrade será o maior possível, por pelomenos duas semanas.


Dados medidos

Validação: utiliza-se o modelo calibrado paracomparar os resultados do modelo com dadosmedidos em outro período e, se possível, em outralocalidade, confirmando se o modelo, como umtodo, está realmente representando de forma realo processo modelado.

• Um segundo ADCP num ponto mais distanteda área de interesse, ainda numa região combom refinamento da grade numérica, por pelomenos duas semanas.


Estudo de caso

LACERDA, K.C. 2016. MODELAGEM HIDRODINÂMICA E DO TRANSPORTE DESEDIMENTOS DA BAÍA DE VITÓRIA, ES: IMPACTO DO APROFUNDAMENTO DO CANALESTUARINO DO PORTO DE VITÓRIA. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal doEspírito Santo, Brasil. 137p.

Objetivo: compreensão dos impactos do aprofundamentodo canal de acesso ao Porto de Vitória;

Cenários simulados:

a) Referência: batimetria do canal de acesso ao Porto deVitória é referente a um período anterior ao início do projetode dragagem do porto (2008-2009, ~10-13m NR);

b) Aprofundado: batimetria do canal de acesso ao porto éalterada para representar as cotas pretendidas no projeto dedragagem (~14m NR, Figura 14) do Porto de Vitória.


Estudo de caso

LACERDA, K.C. 2016. MODELAGEM HIDRODINÂMICA E DO TRANSPORTE DESEDIMENTOS DA BAÍA DE VITÓRIA, ES: IMPACTO DO APROFUNDAMENTO DO CANALESTUARINO DO PORTO DE VITÓRIA. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal doEspírito Santo, Brasil. 137p.

Resultados:

O aprofundamento do canal resultou em redução na velocidadedas correntes para a maior parte do tempo, e a média dasdiferenças entre os experimentos foi de cerca 0,03 m/s, com umimpacto médio nas velocidades de aproximadamente 20%.

Assim, as alterações na hidrodinâmica sugeridas pelos resultadospossuem o potencial de impactar os padrões de transporte deconstituintes, como poluentes e sedimentos na Baía de Vitória.


Estudo de caso

DALBOSCO, A.L.P. 2013. ANÁLISE HISTÓRICA DA LINHA DE COSTA E DOS PADRÕESHIDRODINÂMICOS E DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS DA PRAIA DA ARMAÇÃO, ILHADE SANTA CATARINA – SC. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de SantaCatarina, Brasil. 209p.

Objetivo: investigar a interferência do molhe construído napraia da Armação na hidrodinâmica e no transporte desedimentos. Para isso foi excluído o molhe e gerada umabatimetria fictícia entre a praia da Armação e Matadeiro (aosul desta).

Cenários simulados:

a) Cenário A: praia da Armação em situação atual (commolhe);

b) Cenário B: praia da Armação em situação hipotética (semmolhe);

Diferentes direções de onda (exemplo caso 8 = ondas desudeste)


Estudo de caso

DALBOSCO, A.L.P. 2013. ANÁLISE HISTÓRICA DA LINHA DE COSTA E DOS PADRÕESHIDRODINÂMICOS E DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS DA PRAIA DA ARMAÇÃO, ILHADE SANTA CATARINA – SC. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de SantaCatarina, Brasil. 209p.

Resultados:

Ao estudar as correntes e o transporte desedimentos, para todos os sistemas de ondasatuantes, percebe-se que é formada umacorrente de sul pra norte.

Esta corrente, na ausência do molhe, ganhaforça sendo alimentada pelas correntesprovenientes da praia do Matadeiro.

As correntes, somadas ao aporte do rioQuincas D’água, provavelmente abasteciam osetor sul com sedimentos em períodos debaixa energia de ondas, repondo o estoquesedimentar perdido pelas fortes correntesgeradas neste setor em eventos de altaenergia.


Estudo de caso (Baia de Guanabara) = PM-3h

Cenário 1:

Batimetria correta

Cenário 2:

Batimetria alterada

Cenário 3:

Batimetria correta na grade

pouco refinada


Estudo de caso = PM-1h

Cenário 1:

Batimetria correta

Cenário 2:

Batimetria alterada

Cenário 3:


pouco refinada


Estudo de caso = PM+1h

Cenário 1:

Batimetria correta

Cenário 2:

Batimetria alterada

Cenário 3:


pouco refinada



Cenário 1:

Batimetria correta

Cenário 2:

Batimetria alterada

Cenário 3:


pouco refinada


Estudo de caso

–> Batimetria correta–> Batimetria alterada na região do porto


“Restará sempre muito o que fazer...”

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