UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ

PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO

DIRETORIA DE PESQUISA

PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA – PIBIC: UFPA

RELATÓRIO TÉCNICO - CIENTÍFICO

Período : 01 /09 /2014 a 02/ 08 /2015

() PARCIAL

(x) FINAL

Título do Projeto de Pesquisa: Monitoramento Integrado da Zona Costeira Amazônica

Nome do Orientador: Marcelo Rollnic

Titulação do Orientador: Doutor

Faculdade: Oceanografia

Instituto/Núcleo: Geociências

Laboratório: Laboratório de Oceanografia Física (LOF)

Título do Plano de Trabalho: Variação do Material Particulado em Suspensão (MPS) nos Canais

Norte e Sul da Foz do Rio Amazonas

Nome do Bolsista: Heriton Kevin do Nascimento Silva

Tipo de Bolsa: PIBIC/UFPA

INTRODUÇÃO

A bacia Amazônica possui a maior superfície de água do mundo, 3.889.489,6 km², e

esta é caracterizada pelo rio Amazonas, seus tributários e lagos de várzea que interagem com

os rios. As variações no nível da água, são uma importante ferramenta que dirige o

funcionamento ecológico do sistema, que durante o período de nível alto dos rios, todo o

sistema sofre inundação. Os rios e várzeas do Amazonas constituem um complexo de canais,

rios, lagos, ilhas, depressões, modificadas pela constante e variável sedimentação e transporte

de MPS e estes ditados pelo tipo de solo e sucessão florística, que desempenha um papel

fundamental, na retenção de particulados (Rebouças 2002).

Ao longo de seu perfil longitudinal o rio Amazonas tem seu volume hídrico somado a

inúmeros afluentes responsáveis pelo aumento da descarga em a sua foz. Com a nascente

localizadas nas Cordilheiras dos Andes na porção que abrange o país do Peru, o rio amazonas

após uma pesquisa realizada em 2007 pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE),

foi certificado como o rio mais longo do mundo possuindo um comprimento de 6.992,06 km,

destes, cerca de 3.220 quilômetros estão dentro do Brasil. Por se tratar de um rio que percorre

vários países, ele recebe vários nomes de acordo com a região. Ao chegar no Brasil recebe o

nome de Solimões e ao se encontrar com as águas do rio Negro próximo a cidade de Manaus-

AM passa a ser chamado de rio Amazonas. A extensão com o nome de Amazonas (Baixo

Amazonas) possui aproximadamente 1.508 km medidos até seu desague no oceano Atlântico.

Caracterizado como um rio de planície, são distinguidas duas zonas: Uma aquática

conectada permanentemente ao rio principal e outra semiaquáticas conectada apenas durante

os períodos de cheia, interligando ao rio zonas incorporadas antes ao meio terrestre

(Schiemer, 2000). Desta forma, o pulso de inundação que ocorre durante a época das cheias

tende de aumentar a largura do rio chegando em alguns pontos à escala de km, em

consequência muito do particulado que estava as margens dos rios é inserido em seu meio,

aumentando a concentração de MPS que então têm inúmeras origens de formação como da

vegetação, dos organismos ou produto da erosão das margens.

O MPS é todo material com diâmetro maior que 0,45 µm (micrômetro) suspenso na

coluna d’água, desta forma o sedimento submerso esta sujeito a sofrer transporte, tanto

próximo a superfície (menos densos) ou como carga de fundo (mais densos), sendo o segundo

transporte ocorrendo por meio de saltação, rolamento ou arrasto, todos controlados e

modificados por processos difusivos, gravitacionais e advectivos, como a granulometria e

coesividade do sedimento, transporte e influencias biológicas (Nittrouer e Wright, 1994).

JUSTIFICATIVA

O rio Amazonas aporta para oceano um volume de água de aproximadamente 6,6.1012

m3 .ano

-1, correspondendo em escala global, cerca de 16% a 20% do total das águas doces

continentais (Molinier et al. 1996) e segundo a agência nacional das águas (ANA) em 2005,

estimasse que anualmente o Amazonas aporta para o atlântico 600 milhões de toneladas de

MPS.

A água doce descarregada pelos rios nos oceanos é composta por uma mistura de

compostos orgânicos e inorgânico, onde quantidades significativas de nutrientes são

transportadas, criando condições para o desenvolvimento dos produtores primários e

consequentemente de uma cadeia alimentar ativa, outro material transportados em

quantidades é o material fino que se depositam em grande parte no interior do estuário

formando zonas de baixa profundidade, que apesar da turbidez elevada concentra pontos ricos

em matéria orgânica, que constituem habitat para variedades de organismos. Caracterizado

como um ambiente dinâmico. Segundo SMITH & NIGEL J.H. (2002), o MPS carreado pelo

rio Amazonas é responsável por alimentar diretamente, a plataforma adjacente aos estados do

Pará e Amapá e indiretamente a plataforma de outros estados. Sazonalmente o MPS possui

variações significativas, onde no período chuvoso a ação fluvial é intensificada, alterando a

quantidade de MPS transportado para a região costeira. Nesse contexto a hidrodinâmica e o

transporte de sedimento em suspensão estão diretamente ligados à evolução costeira,

principalmente na zona de transição estuarina. Desta forma os estuários fornecem alimento e

habitat a uma gama de organismos com papel determinante na cadeia alimentar marinha,

devido às características hidrodinâmicas da circulação que aprisiona nutrientes e estimulam a

produtividade desses corpos d’água (MIRANDA et al., 2002).

Como elemento regulador na transferência de MPS derivado tanto do intemperismo

continental, como da região oceânicas, os estuários podem atuar como: filtros, retendo

sedimentos fluviais ou marinhos em seu interior; como exportadores, facilitando seu

transporte para o oceano; ou atuando como importadores, favorecendo para o seu interior a

entrada de sedimentos marinhos.

OBJETIVOS

Analisar os aspectos hidrológicos, correlacionando a turbidez das águas na

foz do rio amazonas em função da sazonalidade;

Analisar a distribuição e variação da descarga sólida nos Canais norte e Sul

do rio Amazonas;

Somar informações a respeito da zona costeira amazônica a uma rede

multidisciplinar.

MATERIAIS E MÉTODOS

Para a obtenção dos dados foram realizadas duas campanhas nos canais norte e sul do

estuário do rio Amazonas, uma no período menos chuvoso (novembro/2012), e outra no

período chuvoso (junho/2013), em cada campanha, foram realizadas coletas de água e

turbidez ao longo de três estações: margem direita (MD), meio (M) e margem esquerda (ME)

do rio, por um período de 13 horas, com intervalos de medições de 1 hora, de forma a cobrir

um ciclo completo de maré. Para a coleta de água foram realizadas amostras de superfície e de

fundo em cada estação com uso de uma garrafa tipo Van dorn (figura 1)

Os registros de turbidez foram coletados por meio de um sensor infinity-turbi

ATU75W-USB (Figura 2), por meio de perfis verticais com o mesmo período de coleta do

MPS. O resultado obtido pelo sensor e o produto de um algoritmo calibrado interno, que

Figura 1 Garrafa Van dorn.

relaciona a quantidade de luz retroespalhada no infravermelho pela água, com as

concentrações equivalentes de partículas calibradas de fábrica.

A precisão do aparelho é dada tanto para altas concentrações onde a unidade utilizada

e o ppm, (precisão de +- 10 ppm ou +- 5% e intervalo de medição 0-100.000), como para

baixas concentrações, onde a unidade utiliza é o FTU (Formazine Turbidity Unit), (precisão

de +- 0,3 FTU ou +- 2% e intervalo de medição 0-1000 FTU), neste caso foi utilizado a

unidade FTU, pois os valores concentraram-se abaixo de 1000.

No Laboratório as amostras de MPS foram quantificadas pelo método de gravimetria

de volatização segundo Baumgarten et.al. (1996). Seguindo a metodologia, 250 ml de cada

amostra foram filtradas com o auxílio de uma bomba a vácuo acoplada no sistema de filtração

(Figura 3), com filtros de fibra de vidro de 0,45 µm de poros e 47 mm de diâmetro

previamente pesados (P1). Após esse processo, o filtro contendo o MPS foi transferido, com

uma pinça para um recipiente livre de particulados e secado a 50°C em uma Mufla por um

período de 1 hora, depois esperou-se por igual período o resfriamento da Mufla. Posterior a

isto foram pesados o (P2) de cada filtro e em casos onde percebeu-se que os filtros ainda

estavam úmidos secava-se novamente na Mufla e pesava-se novamente o (P2) dos filtros.

Figura 2. Sensor infinity-turbi

ATU75W-USB

Figura 3. Bomba a vácuo acoplada ao

sistema de filtração.

A diferença entre os pesos dos filtros após (P2) e antes (P1) do secamento fornece o

peso do MPS e através da formula a seguir obtemos o MPS em miligrama por litro (mg.L-1

).

P2 (g) = Peso do filtro com o material em suspensão seco

P1 (g) = Peso do filtro vazio e seco

V (mL) = Volume da amostra filtrada

= Fator de conservação de unidade de g m.L-1

Os dados dos perfis verticais de turbidez e da quantificação do MPS gerados foram

tabelados, processados e apresentados em gráficos para análise de sua distribuição espacial

(superfície-fundo) e temporal (seco-chuvoso). Nos dados de turbidez, as profundidades

dimensionais foram transformadas em profundidades adimensionais, para poder comparar a

turbidez em diferentes profundidades ao longo dos canais.

ÁREA DE ESTUDO

O estuário do rio Amazonas (Figura 4) é caracterizado como delta estuarino segundo a

classificação para estuários definida por Pritchard (1952). O ambiente em questão possui

como principais forçantes hidrodinâmicas a intensa descarga fluvial da bacia hidrográfica

amazônica e a maré, variando de mesomaré a macromaré segundo a classificação proposta

por Davies (1964), além de fatores climáticos como a acentuada pluviosidade local e elevadas

temperaturas, caracterizando o clima da região como tropical-úmido. Estas forçantes possuem

características particulares que exercem influência até aproximadamente 850 km à montante

da foz (SILVA, 2009). A região em questão apresenta duas estações bem definidas diferente

das demais regiões do Brasil. Em geral, tem-se o período menos chuvoso (de julho a outubro)

e o período chuvoso (de dezembro a maio), sendo os meses de junho e novembro, os períodos

de transição. Durante o período chuvoso, a maior parte dos estados da Amazônia apresenta

média de chuva acumulada entre 600 mm e 2100 mm. (Figueroa e Nobre, 1990). Apesar de

possuir um padrão de pluviosidade, eventos climáticos podem alterar o regime de chuvas da

região Amazônica. Marengo (1992) concluiu que em anos de El Niño muito intenso, a

precipitação tende a ser mais baixa que nos anos normais sobre a Amazônia, observando-se

níveis de água anormalmente baixos dos Rios Negro e Amazonas. Aceituno (1988) também

evidenciou, a ocorrência na diminuição de chuva na Amazônia, durante anos de El Niño, onde

este padrão também foi seguido pela Amazônia Peruana em eventos de El Niño muito intenso.

O rio Amazonas possui uma desembocadura em forma de delta com cerca de 330km

de largura. Este delta é formado pela ilha de Marajó e outras ilhas menores, por inúmeros

bancos e por vários canais. Dois canais principais, o Norte e o Sul, que são os desaguadouros

do rio amazonas no oceano Atlântico.

Em relação a sedimentação o estuário do rio Amazonas apresenta elevada

concentração de sedimentos com a presença de diferentes depósitos sedimentários,

apresentando leito arenoso da plataforma externa até a parte inferior do rio Amazonas na sua

desembocadura, sendo constituído principalmente por areias finas. Os depósitos de

sedimentos finos aparecem na plataforma interna a frente da desembocadura do canal Sul e

correspondem, a lama consolidada (silte e argila) (NITTROUER et al., 1983). E na frente da

desembocadura no canal Norte é onde se apresenta as camadas de lama em suspensão ou

chamada, lama fluida (GABIOUX et al., 2004).

O Amazonas e parte de seus tributários, ocorrem sob grandes compartimentos

geológicos: o Cráton do Amazonas e as bacias sedimentares paleozoicas e mesocenozoicas

Figura 4. Mapa de localização (destacado os pontos de coletas).

interiores do Acre, Solimões, Amazonas, Alto Tapajós, Parecis. Ocorrendo de forma restrita,

o preenchimento de cobertura cenozoica nas unidades pertencentes à Província Tocantins e à

bacia sedimentar do Paraná, no sul das bacias dos Rios Xingu e Teles Pires, depositadas sobre

as rochas pré-cambrianas dos escudos das Guianas a norte e Brasil Central a sul, as rochas

sedimentares da Bacia do Amazonas cobrem uma área de 515.000 km2 e atingem uma

espessura total de 5.000 m (Cunha et al. 1994).

Composta por uma flora predominantemente constituída por 70% de floresta tropical

úmida, Salgado et al. (1990), distinguiu a vegetação amazônica em seis grandes grupos

dominantes: floresta ombrófila densa, floresta ombrófila aberta, floresta estacional

semidecidual, campinarana, savana e formações pioneiras.

RESULTADOS

Os valores de MPS para ambos os canais Norte e Sul, referentes aos períodos menos

chuvoso (Figura 5) e chuvoso (Figuras 6), foram plotados em função da maré, profundidade

(superfície e fundo), separados por estação e quanto ao canal (Norte e Sul).

Figura 5. MPS nos Canais Norte e Sul, período menos chuvoso.

Em ambos os períodos os Canais apresentaram em geral maiores valores de MPS no

fundo em decorrência da proximidade com o substrato, sendo estes valores elevados quando

ocorre um aumento na intensidade da corrente de maré.

Os valores de MPS encontrados tiveram irrelevante variação, quando comparado os

canais durante um único período desta forma, foram encontrados: médias de 21 (mg/L) e 24

(mg/L); máximas de 42 (mg/L) e 48 (mg/L); mínimas de 2 (mg/L) e 9 (mg/L) para os Canais

Norte e Canal Sul respectivamente, referente ao período menos chuvoso. Nos valores de MPS

para o período chuvoso foram obtidos: médias de 34 (mg/L) e 54 (mg/L); máximas de 120

(mg/L) e 125 (mg/L); mínimas de 4 (mg/L) e 7 (mg/L), para os Canais Norte e Canal Sul

respectivamente, sendo que os máximos valores de MPS em ambos os períodos no canal norte

foram encontrados na MD.

Figura 6. MPS nos Canais Norte e sul, Período chuvoso.

Os dados obtidos com o sensor de turbidez, também para os períodos menos chuvoso

(Figuras 7) e chuvoso (Figuras 8), foram plotados em função da maré e profundidade

(adimensional) e separados por canal.

Figura 7. Turbidez nos Canais Norte e Sul, período menos chuvoso.

Em decorrência da maior quantidade de dados adquiridos, os valores de turbidez,

evidenciaram de forma mais clara o contraste sazonal de MPS para ambos os canais, desta

forma corroborando com os dados de MPS, onde foi encontrado valores mais elevados no

período chuvoso.

Durante o período menos chuvoso, para os canais Norte e Sul respectivamente foram

encontrados os seguintes valores gerais de turbidez: mínimos 20 (FTU) e 19 (FTU); médias

de 27 (FTU) e 28 (FTU); máximos de 82 (FTU) e 88 (FTU). Já para os valores obtidos no

período chuvoso seguindo a mesma ordem, foram encontrados valores gerais de: mínimos de

46 (FTU) e 55 (FTU); médias de 73 (FTU) e 76 (FTU); máximos de 243 (FTU) e 223 (FTU).

Figura 8. Turbidez nos Canais Norte e Sul, período chuvoso.

Os valores máximos encontrados para o Canal norte em ambos os períodos, são

referentes a margem direita, que também apresentou valores máximos nos resultados de MPS,

o que indica uma predominância no transporte de MPS por este local, segundo GABIOUX et

al., (2004) existe concentrações levadas de particulados em suspensão na frente da

desembocadura do canal Norte, está concentração e tão elevada que recebe o nome de lama

fluida.

O padrão encontrado de aumento com a proximidade com o fundo tanto para os

valores de turbidez quanto para os de MPS podem ser explicados pela proximidade com o

substrato do rio, ao passo que o processo de resuspensão de sedimento como visto também

por Meade et al. (1985), é bastante intenso nesta área, desta forma aumentando a concentração

de MPS e turbidez nas regiões adjacente ao substrato. Nos resultados de turbidez é possível

observar um aumento pontual e repetitivo durante a maré vazante o que indica uma a possível

resuspensao de sedimento.

Entre os canais não houve variação significativa de MPS ou Turbidez, entretanto

sazonalmente é bem evidente está variação onde, no período chuvoso foi encontrado valores

em média mais elevados. Segundo Filizola (1999) no período chuvoso o aumento na

concentração de MPS aportado pelo rio Amazonas se deve a dois principais fatores: durante o

período de maior descarga fluvial ocorre o transbordamento das margens do rio, onde novos

particulados são retirados das margens, por meio da erosão e somado ao transporte do rio;

outro fator importante na quantidade de MPS em suspensão no rio Amazonas é em relação a

quantidade de afluentes que o mesmo possui, onde o somatório destes outros rios ao

Amazonas tende a aumentar a concentração de MPS, principalmente no período chuvosos,

onde os rios também tende a aumentar o seus transporte de particulados.

Fazendo uma relação uma simples relação entre os valores de entrada e saída de MPS

por meio de sua concentração em função da maré, possivelmente a quantidade de material

encontrasse em equilíbrio dinâmico, onde o MPS que adentra o estuário, durante a maré

enchente é aportado em direção a plataforma adjacente, durante a maré vazante, desta forma

existindo uma intensa troca de MPS dentro do estuário.

CONCLUSÃO

Próximo ao substrato os valores tentem a aumentar drasticamente e o aporte hídrico

alterado pela variação sazonal e de fundamental importância para a ocorrência de variação de

MPS em suspensão na foz do Amazonas, onde no o período chuvoso a concentração de MPS,

corroborada com os dados de turbidez é significativamente maior quando comparado ao

período de menor pluviosidade. Entre si os canais não apresentam relevante variação quanto a

concentração de MPS. No Canal Norte a sua margem direita é possivelmente o principal local

de entrada e saída de MPS. No período de maré enchente ocorre maior ressupensão de

particulados, sendo isto evidenciado mais claramente nos dados de turbidez. Com os dados

obtidos de concentração de MPS é possível calcular o balanço de particulados, entretanto isto

não foi realizado, pois não foi possível a aquisição de dados de corrente in situ, a ANA

disponibiliza dados da estação localizada Óbidos, entretanto esta fica distante do ponto de

coleta deste trabalho, o que impossibilita seu uso pois, os dados de corrente certamente seriam

bem diferentes.

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