FCT - Faculdade de Ciências e Tecnologia
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Browsing FCT - Faculdade de Ciências e Tecnologia by Field of Science and Technology (FOS) "Ciências da Terra"
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- Análise da capacidade de resposta, transporte e evacuação: contribuição para o estudo do risco vulcânico no concelho de Ponta DelgadaPublication . Silva, Linda Inês Fortuna Tavares; Pacheco, José Manuel Rodrigues; Viveiros, Maria de Fátima BatistaOs principais perigos naturais que têm afetado o arquipélago dos Açores ao longo da sua história são os geológicos (essencialmente sismos, erupções vulcânicas, emissões gasosas e movimentos de vertente) e os hidrometeorológicos (cheias e inundações). Nos últimos 600 anos foram contabilizadas, neste arquipélago, 28 erupções vulcânicas que resultaram em cerca de 250 fatalidades, para além de danos materiais. Estes acontecimentos destacam a importância de se estudar os diferentes tipos de perigos e de se desenvolverem planos de ação para uma melhor capacidade de resposta, e assim, mitigar o risco. A definição de planos de evacuação para a freguesia de Arrifes (concelho de Ponta Delgada, ilha de São Miguel, Açores), tendo como base um cenário de erupção vulcânica do tipo havaiana e/ou estromboliana, constitui o foco do presente trabalho. O estudo centra-se no Sistema Vulcânico Fissural dos Picos (SVFP), uma das sete unidades vulcanológicas que formam a ilha de São Miguel. O SVFP é caraterizado pela presença de cones de escórias e escoadas lávicas basálticas (s.l.). Neste sentido, o cenário de erupção vulcânica selecionado é do tipo havaiana/estromboliana com desenvolvimento de uma escoada lávica com impacto na zona sul (S) da freguesia de Arrifes. A seleção do melhor percurso de evacuação na iminência de uma erupção vulcânica considera a existência de três cenários relativamente à capacidade dos pontos de encontro, nomeadamente: (1) ausência de restrições; (2) com uma restrição de 250 veículos; e (3) com uma restrição de 150 veículos por ponto de encontro. Os cenários desenvolvidos possibilitam também quantificar o tempo necessário para evacuar a população, com pressuposto que a mesma ocorreria durante o período noturno. A modelação é efetuada com recurso ao software ArcGIS® e utilizam-se os dados do edificado e da população da freguesia de Arrifes (carta militar da ilha de São Miguel (2002) à escala 1:25 000, Instituto Nacional de Estatística de Portugal), assim como os pontos de encontro estabelecidos no Plano Municipal de Emergência de Proteção Civil de Ponta Delgada (PMEPCPDL) de 2014. As ferramentas de Network Analysis (Closest Facility e Location-Allocation) permitem efetuar a análise do percurso entre as habitações e os pontos de encontro. A análise da informação decorrente da aplicação das ferramentas supramencionadas permite o cálculo do tempo total de evacuação da zona S de Arrifes para os três cenários explorados neste estudo. O congestionamento das estradas a um terço e a dois terços da sua capacidade é também avaliado para cada um dos cenários. Os resultados obtidos demonstram que, independentemente do congestionamento, a aplicação das restrições no número de veículos nos pontos de encontro permite uma evacuação total mais eficaz. Dos cenários considerados, o mais eficiente é o que impõe uma limitação de 150 veículos por ponto de encontro, porque promove uma maior dispersão da população, diminuindo o tempo total de evacuação (um máximo de 39 minutos, com congestionamento de dois terços da estrada). A metodologia desenvolvida possibilita avaliar a eficácia da evacuação e caracterizar as suas diversas rotas, assim como quantificar as solicitações dos diferentes pontos de encontro e, ainda, estimar a importância ou irrelevância de alguns. Esta metodologia constitui uma ferramenta útil para a gestão de crises, quer durante as fases de preparação, quer nas fases de reposta.
- Contributo para o estudo das emanações gasosas permanentes de CO2 e 222Rn no flanco sul do Vulcão do Fogo (São Miguel, Açores)Publication . Pimentel, João Paulo Pacheco; Viveiros, Maria de Fátima Batista; Silva, Catarina Paula Pacheco da; Cairo, StefanoDurante as erupções vulcânicas são libertadas normalmente grandes quantidades de voláteis para a atmosfera, contudo, mesmo durante os períodos de dormência, os vulcões podem emitir gases quer de modo visível (e.g., fumarolas), quer de forma impercetível, através da denominada desgaseificação difusa. A desgaseificação difusa através dos solos ocorre, normalmente, associada à presença de zonas mais permeáveis (e.g., falhas), sendo o dióxido de carbono (CO2) e o radão (222Rn) os principais gases emitidos. Presentemente, o vulcanismo secundário do Vulcão do Fogo (ilha de São Miguel), concentra-se sobretudo no seu flanco norte, sendo caracterizado pela presença de três campos fumarólicos principais (Caldeira Velha, Caldeiras da Ribeira Grande e Pico Vermelho), de nascentes termais e de água fria gasocarbónica, e de áreas de desgaseificação difusa de CO2 (Pico Vermelho, Ribeira Seca e Caldeiras da Ribeira Grande). As emissões submarinas na zona da Ladeira da Velha, junto ao Porto Formoso, também estão associadas ao flanco norte do vulcão. A realização da cartografia de desgaseificação difusa no flanco sul do Vulcão do Fogo foi efetuada entre novembro de 2022 e dezembro de 2023. Os valores de fluxo de CO2, medidos com recurso ao método da câmara de acumulação, oscilaram entre 0,9 e 1060,5 g m-2 d-1 nas 953 medições realizadas. A aplicação da análise estatística gráfica (GSA) aos dados permitiu reconhecer a presença de duas populações, e permitiu também determinar um ruído de fundo de aproximadamente 32 g m-2 d-1. A discriminação de diferentes origens para o CO2 emitido foi complementada com o recurso à análise da composição isotópica do 13C de 24 amostras de gás (efluxo, δ13CCO2). Os valores de δ13CCO2 variaram entre -32,46 ‰ e -6,35 ‰ vs. PDB (Pee Dee Belemnite), confirmando a existência de origens biogénica e vulcânica/hidrotermal para os fluxos de CO2 medidos nas diferentes áreas amostradas. Esta análise permitiu observar variações na composição isotópica do 13C dos fluxos biogénicos, que poderão estar eventualmente associadas à distinta tipologia de plantas (C3 ou C4), para além de associar alguns fluxos de CO2 mais elevados (> 50 g m-2 d-1) a uma origem biogénica, o que não teria sido detetado apenas com a GSA. Assim, identificaram-se cinco zonas com valores de fluxo de CO2 acima do ruído de fundo definido (∼ 32 g m-2 d-1). Destas, apenas para a Praia da Pedreira a análise isotópica permitiu confirmar a anomalia detetada como indubitavelmente associada a uma origem profunda, e foi possível correlacioná-la com as estruturas tectónicas de direção geral N-S cartografadas previamente na zona. A análise espacial dos dados de fluxo de CO2 foi efetuada através quer da simulação sequencial Gaussiana (sGs) para a Praia da Pedreira, quer do método de interpolação determinístico IDW (Inverse Distance Weight) para as restantes áreas. O fluxo total de CO2 emitido pela Praia da Pedreira (área de ∼ 4350 m2) foi de 0,23 t d-1, equivalente a uma taxa de emissão de 53 t km-2 d-1. Considerando o valor de limite biogénico de 32 g m-2 d-1, a emissão hidrotermal na Praia da Pedreira foi estimada em 0,079 t d-1 (cerca de 34 % da emissão total), correspondendo a uma área de cerca de 1437 m2 (∼ 55 t km-2 d-1). O fluxo total estimado no presente estudo para o flanco sul do Vulcão do Fogo (área ∼ 700000 m2), incluindo a Praia da Pedreira (0,23 t d-1) e restantes áreas (11,5 t d-1), foi de aproximadamente 11,7 t d-1 (∼ 18 t km-2 d-1). Os valores de concentração de 222Rn no solo oscilaram entre 1775 e 51350 Bq m-3 nas 27 medições efetuadas ao longo de perfis perpendiculares a algumas estruturas tectónicas previamente identificadas na área de estudo. A aplicação da análise estatística gráfica (GSA) aos dados log-transformados permitiu identificar um valor de ruído de fundo de 8000 Bq m-3 e reconhecer a presença de duas populações, indiciando a presença de diferentes tipos de transporte para o 222Rn e/ou de permeabilidades distintas. A população com valores de concentração de 222Rn no solo mais baixos foi associada à libertação deste gás de rochas e/ou do solo essencialmente por difusão. A população com valores mais elevados foi relacionada com o provável transporte deste gás por advecção, associado à presença de zonas de maior permeabilidade como, por exemplo, estruturas tectónicas. A temperatura do solo a cerca de 15 cm de profundidade foi medida concomitantemente com as campanhas de desgaseificação de CO2 e de 222Rn. Os valores de temperatura no solo nos 980 pontos amostrados variaram entre os 10 °C e os 37,5 °C. A temperatura do ar, por sua vez, oscilou entre os 12, 8 °C e os 33 °C. A seleção de um valor de temperatura do solo que permita identificar eventuais anomalias térmicas revelou-se desafiante, uma vez que, as campanhas de amostragem foram realizadas a diferentes cotas, em diferentes épocas do ano (verão e inverno), e em zonas com exposição solar e cobertura vegetal distintas. Assim, não foi possível identificar de forma clara a presença de anomalias térmicas em nenhuma das áreas amostradas. Este trabalho permitiu, ainda, a identificação de quatro áreas com emissões submarinas localizadas no chamado “Mar Morto”, na Ponto do Rossio Branco em Água de Alto, e a caracterização, pela primeira vez, da composição química de uma destas emissões. No que se refere à composição dos gases emitidos, o CO2 é o gás dominante (> 98,5 %) e os restantes gases detetados foram o Ar, o O2, o N2, o CH4 e o He. A localização destas emissões foi correlacionada com as áreas de desgaseificação difusa subaéreas identificadas na Praia da Pedreira, bem como com as falhas normais de orientação geral N-S previamente cartografadas. A realização deste trabalho permitiu reconhecer a presença de fenómenos de desgaseificação no flanco sul do Vulcão do Fogo, e associá-los a algumas das possíveis estruturas tectónicas previamente cartografadas. A identificação e caracterização das áreas subaéreas com emissões gasosas permanentes de CO2 e de 222Rn do solo, bem como das emissões submarinas, são fundamentais para a monitorização sismovulcânica deste vulcão ativo, assim como para a cartografia de riscos geológicos.