Limnologia Física


TEA042C, Engenharia Ambiental, 4 créditos, disciplina optativa, carga horaria: 60h
Professor: Tobias Bleninger (contato) e Rafael Bueno
Horários e salas: segundas e quartas, PF16 das 13:30 a 15:30h
Horário de consultas: Por favor, agendar por email (contato)


Ementa

1. Revisão dos fundamentos da Matemática e da análise espectral

2. Mecânica dos Fluidos aplicada à escoamentos estratificados

3. Difusão e Advecção  

4. Estratificação de Lagos e Equação de Estado

5. Estabilidade, Mistura e Turbulência

6. Ondas Superficiais e Interfaciais

7. Seichas Internas

8. Dinâmica de Lagos

9. Degeneração de Seichas Internas


Objetivos

A disciplina tem por objetivo aprofundar o domínio da limnologia física, principalmente explorando os principais mecanismos físicos que regem a hidrodinâmica de lagos e reservatórios.

A disciplina aplicará conceitos fundamentais da mecânica dos fluidos (e.g., equações governantes, equação de estado, número adimensionais), assim como diversas técnicas envolvendo cálculo básico (e.g. integração, derivação, soluções de equações iferenciais, séries de Fourier e transformadas de Fourier), na área da limnologia física. Ao fim do curso é esperado que o aluno seja capaz de compreender os processos físicos que são responsáveis pela hidrodinâmica de lagos e reservatórios, compreendendo, assim, como os processos químicos (e.g., compostos químicos e substâncias dissolvidas na água podem ser dispersadas nestes ecossistemas), físicos (e.g., influencia na dinâmica do sedimento, turbidez e na dispersão de poluentes) e biológicos (e.g., dinâmica de algas, peixes e outros seres vivos) podem ser influenciados em lagos e reservatórios.


Programa/calendário

No.DiaDataConteúdo
1qua.28-fevSem aula
2seg.4-marIntrodução e motivação. Fundamentos da matemática
3qua.6-marExercício aberto e revisão
4seg.11-marMecânica dos Fluidos 
5qua.13-marFundamentos da matemática e mecânica fluidos (Lab 01 e Lab 02)
6seg.18-marFundamentos da matemática e mecânica fluidos (Lab 01 e Lab 02)
7qua.20-marDifusão e advecção 
8seg.25-marEstratificação em lagos 
9qua.27-marEstratificação em lagos
10seg.1-abrDifusão-advecção  e Estratificação em lagos (Lab 03 e Lab 04)
11qua.3-abrDifusão-advecção  e Estratificação em lagos (Lab 03 e Lab 04)
12seg.8-abrEstabilidade, mistura e turbulência 
13qua.10-abrEstabilidade, mistura e turbulência 
14seg.15-abrEstabilidade, mistura e turbulência (Lab 05)
15qua.17-abrExercício aberto e revisão
16seg.22-abrProva P1
17qua.24-abrOndas interfaciais 
18seg.29-abrOndas interfaciais (Lab 06)
19qua.1-maiSem aula (feriado)
20seg.6-maiSem aula (Congresso)
21qua.8-maiSem aula (Congresso)
22seg.13-maiSeichas interfaciais – Parte 1
23qua.15-maiSeichas interfaciais – Parte 2
24seg.20-maiSeichas internas (Lab 07)
25qua.22-maiExercício aberto e revisão
26seg.27-maiExercício aberto e revisão
27qua.29-maiProva P2 + Entrega preliminar do artigo 
28seg.3-junDinâmica de lagos
29qua.5-junDinâmica de lagos (Lab 08)
30seg.10-junDegeneração de seichas internas
31qua.12-junVisita – Reservatório do Passaúna (Lab 09)
32seg.17-junPalestra 
33qua.19-junPalestra 
34seg.24-junRevisão + Exercícios substitutos ao laboratório
35qua.26-junProva 3 + entrega final do artigo
36seg.1-julSem aula 
37qua.3-julFinal

Avaliação

M = 1/4(max(P1, P2) + P3 + T + 1/N (soma Li)) onde  P1 é a prova 1,  é P2 a prova 2,  é P3 a prova 3, T é um trabalho simulando um artigo científico,  Li são exercícios/perguntas referentes ao laboratório i (i = 1,2,3,4,…). Todos os objetos de avaliação serão avaliados na escala de 0 a 100.

Presença: se faltas maior de 25%: reprovado


Referencias e informações adicionais

  • A. Lerman, D. M. Imboden, & J. R. Gat (1995). Physics and chemistry of lakes. Berlin: Springer-Verlag.
  • Hutter, K., Wang, Y., & Chubarenko, I. P. (2011). Physics of lakes (p. 646). Springer.
  • Hutchinson, J. W., & Wu, T. Y. (1990). Advances in applied mechanics. Academic Press.
  • Sutherland, B. R. (2010). Internal gravity waves. Cambridge university press
  • Hutter, K. (Ed.). (2011). Nonlinear internal waves in lakes. Springer Science & Business Media..
  • Gill, A. E. (1982). Atmosphere-ocean dynamics (Vol. 30). Academic press.
  • Thomson, R. E., & Emery, W. J. (2014). Data analysis methods in physical oceanography. Newnes.
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