Transporte de microplásticos en el Río de la Plata a partir de simulaciones numéricas

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Los polímeros sintéticos, conocidos como plásticos, se han convertido a lo largo de pocas décadas en materiales ubicuos dentro de la sociedad moderna. Versátiles y económicos, su producción alcanzó las 390 millones de toneladas en el año 2019 pero consecuencia de un uso efímero sumado a su abundanci...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Elisei Schicchi, Alejandra
Otros Autores: Moreira, Diego
Formato: Tesis de maestría publishedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2021
Materias:
MICROPLASTICOS
RIO DE LA PLATA
MODELO NUMERICO
MARS
TRACKMPD
MICROPLASTIC
NUMERICAL MODELS
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7264_EliseiSchicchi
http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n7264_EliseiSchicchi_oai
Aporte de:
Repositorio Digital de la Universidad de Buenos Aires (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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description Los polímeros sintéticos, conocidos como plásticos, se han convertido a lo largo de pocas décadas en materiales ubicuos dentro de la sociedad moderna. Versátiles y económicos, su producción alcanzó las 390 millones de toneladas en el año 2019 pero consecuencia de un uso efímero sumado a su abundancia, persistencia prolongada y mala disposición representan actualmente un problema global de contaminación sobre todos los sistemas ambientales. Expuestos al ambiente los plásticos pueden degradarse en partículas de menor tamaño por efecto de procesos físicos, químicos y biológicos, se denomina microplásticos (MPs) a aquellas de tamaño menor a 5mm, a aquellos provenientes de la degradación de macro plásticos se los conoce como MPs secundarios, mientras que los de origen industrial o provenientes de las fibras textiles son los MPs primarios. Los MPs son nuevos contaminantes identificados por Naciones Unidas como un serio problema a resolver, debido a su capacidad para absorber contaminantes orgánicos y la posibilidad de bioacumulación en alimentos y tejidos, generan un riesgo para organismos presentes en el ambiente e incluso a la salud de la población humana, también se ha demostrado que pueden afectar los microbiomas del suelo e incluso afectar procesos ecológicos. Los ecosistemas marinos actúan como sumideros de MPs, se estima que el 80% del plástico producido finalizará en los océanos, siendo los ríos una las principales vías de ingreso. La información sobre las fuentes de origen, los sumideros, la dinámica y como las variables ambientales afectan el transporte de los MPs desde los depósitos continentales a los sistemas marinos es todavía limitada. Los monitoreos de MPs presentan un problema técnico y económico, la mayor parte del conocimiento sobre la distribución de plástico en los océanos proviene de la utilización de modelos numéricos con el objetivo de comprender por qué, dónde, y cómo, el plástico entra a los sistemas acuáticos. El objetivo de la tesis radicó en implementar un modelo numérico que permita simular las trayectorias de los MPs en la región del estuario del Río de la Plata (RdP) a fin de obtener un estudio preliminar de la dinámica del transporte dadas las características hidrodinámica del estuario, así como también comprender el impacto de los principales forzantes del río (descarga continental, marea, viento y olas), evaluar los cambios en el transporte de los MPs debido a sus propiedades morfológicas trabajando con morfologías esféricas y de fibras, con radios de 10 y 150 μm de tamaño, y analizar los cambios en el transporte de los MPs debido a condiciones extremas de descarga de agua trabajando con el doble y mitad del caudal medio del RdP. Los resultados obtenidos a través de las simulaciones realizadas mostraron una alta correlación entre la hidrodinámica del RdP y la trayectoria de los MPs con flotabilidad positiva, donde el viento resultó un forzante relevante en la dinámica del movimiento de los MPs simulados. Por otro lado, se determinó la dependencia del régimen de flujo para periodos de descarga intensos sobre el transporte de MPs. A si mismo los resultados mostraron que las trayectorias se ven más influenciadas por las modificaciones en el tamaño de los MPs que por su morfología. A modo de conclusión final, cabe marcar que este trabajo representa uno de los primeros en estudiar la dinámica de MPs a través de simulaciones numéricas en la región del RdP, los resultados conseguidos pueden ser una línea inicial para comprender la dinámica de estos nuevos contaminantes sobre una de las cuencas más importantes de Sudamérica.
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Los MPs son nuevos contaminantes identificados por Naciones Unidas como un serio problema a resolver, debido a su capacidad para absorber contaminantes orgánicos y la posibilidad de bioacumulación en alimentos y tejidos, generan un riesgo para organismos presentes en el ambiente e incluso a la salud de la población humana, también se ha demostrado que pueden afectar los microbiomas del suelo e incluso afectar procesos ecológicos. Los ecosistemas marinos actúan como sumideros de MPs, se estima que el 80% del plástico producido finalizará en los océanos, siendo los ríos una las principales vías de ingreso. La información sobre las fuentes de origen, los sumideros, la dinámica y como las variables ambientales afectan el transporte de los MPs desde los depósitos continentales a los sistemas marinos es todavía limitada. Los monitoreos de MPs presentan un problema técnico y económico, la mayor parte del conocimiento sobre la distribución de plástico en los océanos proviene de la utilización de modelos numéricos con el objetivo de comprender por qué, dónde, y cómo, el plástico entra a los sistemas acuáticos. El objetivo de la tesis radicó en implementar un modelo numérico que permita simular las trayectorias de los MPs en la región del estuario del Río de la Plata (RdP) a fin de obtener un estudio preliminar de la dinámica del transporte dadas las características hidrodinámica del estuario, así como también comprender el impacto de los principales forzantes del río (descarga continental, marea, viento y olas), evaluar los cambios en el transporte de los MPs debido a sus propiedades morfológicas trabajando con morfologías esféricas y de fibras, con radios de 10 y 150 μm de tamaño, y analizar los cambios en el transporte de los MPs debido a condiciones extremas de descarga de agua trabajando con el doble y mitad del caudal medio del RdP. Los resultados obtenidos a través de las simulaciones realizadas mostraron una alta correlación entre la hidrodinámica del RdP y la trayectoria de los MPs con flotabilidad positiva, donde el viento resultó un forzante relevante en la dinámica del movimiento de los MPs simulados. Por otro lado, se determinó la dependencia del régimen de flujo para periodos de descarga intensos sobre el transporte de MPs. A si mismo los resultados mostraron que las trayectorias se ven más influenciadas por las modificaciones en el tamaño de los MPs que por su morfología. A modo de conclusión final, cabe marcar que este trabajo representa uno de los primeros en estudiar la dinámica de MPs a través de simulaciones numéricas en la región del RdP, los resultados conseguidos pueden ser una línea inicial para comprender la dinámica de estos nuevos contaminantes sobre una de las cuencas más importantes de Sudamérica. Synthetic polymers, known as plastics, have become ubiquitous materials in modern society over the course of a few decades. Versatile and inexpensive, their production reached 390 million tons in 2019, but as a result of their ephemeral use coupled with their abundance, prolonged persistence and poor disposal, they now represent a global pollution problem for all environmental systems. Exposed to the environment, plastics can degrade into smaller particles due to physical, chemical and biological processes. Microplastics (MPs) are those smaller than 5 mm in size, those coming from the degradation of macroplastics are known as secondary MPs, while those of industrial origin or coming from textile fibres are primary MPs. PMs are new pollutants identified by the United Nations as a serious problem to be solved, due to their capacity to absorb organic pollutants and the possibility of bioaccumulation in food and tissues, they generate a risk for organisms present in the environment and even for the health of the human population; it has also been shown that they can affect soil microbiomes and even affect ecological processes. Marine ecosystems act as sinks for PM; it is estimated that 80% of the plastic produced will end up in the oceans, with rivers being one of the main routes of entry. Information on the sources, sinks, dynamics and how environmental variables affect the transport of PM from continental deposits to marine systems is still limited. The monitoring of PMs presents a technical and economic problem; most of the knowledge about the distribution of plastic in the oceans comes from the use of numerical models to understand why, where, and how plastic enters aquatic systems. The objective of the thesis was to implement a numerical model to simulate the trajectories of PMs in the estuarine region of the Rio de la Plata (ROW) to obtain a preliminary study of the transport dynamics given the hydrodynamic characteristics of the estuary, as well as to understand the impact of the main river forcings (continental discharge, tide, wind and waves), tide, wind and waves), evaluate changes in PM transport due to their morphological properties working with spherical and fibre morphologies, with radii of 10 and 150 μm in size, and analyze changes in PM transport due to extreme water discharge conditions working with double and half the mean flow of the RdP. The results obtained through the simulations performed showed a high correlation between the hydrodynamics of the RdP and the trajectory of positively buoyant MPs, where the wind was a relevant forcing agent in the dynamics of the movement of the simulated MPs. On the other hand, the dependence of the flow regime for periods of intense discharge on the transport of PMs was determined. At the same time, the results showed that the trajectories are more influenced by the modifications in the size of the PMs than by their morphology. As a conclusion, it should be noted that this work represents one of the first to study the dynamics of PMs through numerical simulations in the ROW region, the results obtained may be an initial line to understand the dynamics of these new pollutants in one of the most important basins in South America. Fil: Elisei Schicchi, Alejandra. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. application/pdf https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7264_EliseiSchicchi spa Universidad de Buenos Aires. 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