Ondas internas detetadas pela primeira vez no Rio Douro

Investigação pioneira a nível mundial comprova ondas internas presentes no Rio Douro. Cientistas da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto estão na frente da pesquisa.

Publicado 8/02/2021, 10:59
Na investigação foi analisada água do Rio Douro e água do mar junto à Foz do Porto.

Na investigação foi analisada água do Rio Douro e água do mar junto à Foz do Porto.

Fotografia por Renato Mendes

Os processos dinâmicos do oceano são amplamente controlados pelo facto de que a água do mar é verticalmente e estavelmente estratificada em densidade, ela própria determinada pela temperatura, salinidade e pressão. A perturbação desta estratificação fornece gradientes de pressão interna, que dão origem a uma série de fenómenos.

As ondas internas no oceano são reconhecidas como importantes fontes de turbulência e mistura, com as maiores observações tendo 200 metros de amplitude e velocidades verticais próximas a 0,5 ms -1. A sua origem é principalmente a maré, mas um conjunto crescente de mecanismos de geração também é observado.

Descoberta pioneira a nível mundial

“Havia conhecimento de uma possível existência de ondas internas geradas pelo Rio Douro, mas nunca o tínhamos conseguido comprovar”, explica José Teixeira Silva, docente da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) e investigador no Instituto de Ciências da Terra. Tudo mudou com a investigação de um grupo de cientistas da FCUP. “Acreditava-se que as ondas internas apenas se podiam gerar em regime supercrítico, ou seja, quando a intensidade das correntes provenientes do rio fosse superior à velocidade de propagação de ondas internas”, acrescenta. E dá um exemplo: “Pensava-se que apenas os rios de grande caudal como o Rio Columbia na costa Oeste dos EUA, conseguiam gerar ondas internas na região litoral”. 

Os investigadores detetaram, pela primeira vez, a existência de ondas internas, geradas pela pluma do Rio Douro. Esta forma-se quando águas de diferentes densidades se encontram, como é o caso do encontro entre o rio e o mar. A pluma é uma forma de transporte de nutrientes do rio para o oceano, assim como, de poluentes.

Da mistura entre rio e mar, pode resultar a acumulação, na pluma do rio, visível à superfície e de cor amarelada, de matéria orgânica, bactérias e vírus. A análise deste conteúdo está reservada para uma próxima fase da investigação.

Analisada água do Rio Douro e água do mar junto à Foz

O estudo On the generation of internal waves by river plumes in subcritical initial conditions, que integra o trabalho de Renato Mendes, realizou medições in situ, que implicou várias deslocações ao mar e ao Rio Douro.

Para a realização da pesquisa e para fazer as medições in situ de parâmetros como a salinidade ou a temperatura, os investigadores recorreram a veículos autónomos submarinos (AUVs) do Laboratório de Sistemas e Tecnologia Subaquática (LSTS) da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP).

Já de regresso a terra, os cientistas conciliaram a análise da salinidade e temperatura da coluna de água com a observação de dados de satélite fornecidos pelo Sentinel -2, da Agência Espacial Europeia.

Aparelho utilizado na investigação do fenómeno.

Fotografia por José Pinto

As ondas internas podem dar pistas sobre a poluição na costa

As amostras recolhidas do material orgânico que existe à superfície da pluma são analisadas no Departamento de Biologia da Universidade de Aveiro (UA). Com estas amostras é possível alcançar potenciais pistas sobre a poluição na zona costeira.

Antes de chegarem a este resultado, assumia-se que as ondas internas apenas se podiam gerar em regime supercrítico, isto é, apenas quando a intensidade das correntes provenientes do rio fosse superior à velocidade de propagação de ondas internas.

Estimava-se que apenas os rios de grande caudal, como é o caso do Rio Columbia, na costa Oeste dos Estados Unidos, conseguiam gerar ondas internas na região litoral. O presente estudo veio, então, comprovar a existência destas ondas em rios de caudal mais pequeno.

Investigadores da Université du Québec, no Canadá, foram essenciais na pesquisa, uma vez que contribuíram para a adaptação dos seus modelos numéricos ao Rio Douro. Agora, tal como acontece no Rio Douro, estima-se que também possam existir ondas internas na pluma de outros rios em Portugal, como é o caso do Rio Minho.

Assim, imagens de satélite e medições subaquáticas autónomas foram combinadas com modelagem numérica, para investigar a geração de ondas internas a partir de uma frente de densidade subcrítica inicial, originada na pluma do Rio Douro.

A sinergia científica e de engenharia

O estudo faz parte do projeto DORIS, coordenado pela FCUP, sendo previsto o seu prolongamento até ao ano de 2022. O DORIS vai passar a integrar uma plataforma, onde reunirá a informação fundamental que poderá ser usada em futuros projetos e, além disso, uma importante aliada nos estudos sobre os oceanos.

O projeto DORIS representa o Desenvolvimento de um veículo de superfície autônomo para medição de surfactantes marinhos no Sistema de Interface Oceano-Rio, e tem por objetivo geral a longo prazo, a contribuição para um melhor conhecimento dos filmes tensoativos, formados na interface das águas ribeirinhas e costeiras, no caso do Rio Douro.

Os resultados da investigação não têm precedentes e podem ter implicações importantes na dinâmica próxima à costa, uma vez que sugerem que rios de fluxo moderado podem desempenhar um papel importante na geração de ondas internas, entre águas ribeirinhas e costeiras.

Renato Mendes é investigador de pós-doutoramento no Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR) e no Centro de Estudos do Ambiente e do Mar (CESAM), da UA. Para além de José Teixeira Silva e Renato Mendes, a investigação contou ainda com outros cientistas do CIIMAR-IP, da FEUP, da UA, nomeadamente dos Departamentos de Biologia e de Física, e do CESAM.

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