Modelagem numérica da evolução da linha de costa das praias localizadas a oeste da cidade de Fortaleza, Ceará : trecho compreendido entre o rio Ceará e a praia do Cumbuco

Há aproximadamente meio século, as praias situadas a sotamar do Porto do Mucuripe, em Fortaleza, vem sofrendo intensos processos erosivos, creditados em grande parte à construção e ampliação deste porto. O fato é que o acentuado crescimento urbano da capital cearense ocasionou a fixação de dunas e a quebra do fluxo longitudinal de sedimentos em seu litoral, resultando no recuo da linha de costa e na necessidade de intervenção antrópica por meio de obras rígidas que viessem a garantir a preservação da infra-estrutura existente nos trechos mais afetados. Como conseqüência da fixação das praias, o suprimento de material sedimentar passou a ficar retido, enquanto que o potencial de transporte das ondas se preservou. A quebra deste equilíbrio dinâmico acarretou a transferência dos processos erosivos para as praias adjacentes, o que tornou-se um problema cada vez maior, pois as soluções adotadas nestas praias eram idênticas às anteriores. As conseqüências deste processo para uma cidade como Fortaleza, onde o turismo é uma das principais fontes de renda, são graves, dado que como resultado final, encontramos longos trechos de praias com a balneabilidade comprometida e perda de qualidade visual. O litoral situado a oeste da capital é limitado à direita pela foz do Rio Ceará e à esquerda por um promontório rochoso, onde situa-se a Ponta do Pecém. Este trecho compreende aproximadamente 30 km de praias arenosas, com granulometria média e fina, e com ondas incidindo sobre a costa de forma obliqua, o que as torna o principal mecanismo de transporte de sedimentos. A ocupação urbana concentra-se principalmente nas praias mais próximas a Fortaleza, onde observa-se ainda, o afloramento de rochas de praia e grande perda de material sedimentar, fornecendo indícios da transferência dos processos erosivos da orla marítima da capital para estas praias. Com a conclusão das obras do Porto do Pecém e de um pólo industrial que visa desfrutar da localização estratégica deste porto, é natural que ocorra uma intensificação nos processos de ocupação urbana das praias próximas à área. Tal constatação motivou um trabalho de modelagem da dinâmica desta zona com o objetivo de nortear um plano de uso e ocupação das áreas localizadas próximas à praia, de forma que se possa prever o comportamento da linha de costa e evitar que sejam repetidos certos equívocos como a construção em zonas de forte dinâmica e a fixação das fontes primárias de fornecimento de sedimentos, que são as dunas frontais. Dada a disponibilidade de dados, bons processadores e aos custos significativamente reduzidos da modelagem numérica, adotou-se o pacote GENESIS – RCPWAVE, que além de ser de domínio público, é a base do sistema de modelagem de linha de costa adotado pelo CERC (Coastal Engineering Research Center), U.S.A., para aplicações em costa aberta, em regiões sujeitas às intervenções humanas. A calibração do modelo se fez considerando as linhas de praia medidas em 1974 pela DHN e em 2001 com o uso de GPS. Os dados de onda utilizados foram obtidos por um ondógrafo direcional do tipo Waverider, instalado a uma profundidade de 18 metros nas proximidades da Ponta do Pecém. Os dados relativos ao modelo conceitual dos processos predominantes na região, como: contribuições externas, variação granulométrica e variações sazonais de perfis foram obtidos de levantamentos bibliográficos de trabalhos anteriores. Por último, informações relativas às estruturas existentes e seu comportamento, ao afloramento de formações rochosas e o último levantamento da linha de praia, foram obtidas através de trabalhos de campo. De uma forma geral, o comportamento previsto pelo modelo mostrou-se semelhante ao observado nos diferentes levantamentos. Considerando-se as limitações dos processos envolvidos no levantamento de dados, onde tanto a carta da DHN quanto o mapeamento por satélite estão sujeitos a imprecisões e ainda, que a série de dados confiáveis de ondas para a região possuía apenas dois anos, é importante notar que, em linhas gerais, a formulação matemática do modelo representou satisfatoriamente os processos envolvidos. Os resultados fornecidos possibilitam a extrapolação da evolução da linha de costa e indicam pontos de provável recuo ou avanço da praia, norteando a sua ocupação. A ferramenta gerada proporciona ainda a avaliação do impacto de intervenções por meio de estruturas rígidas ou engordamento de praia ao longo do tempo e gera uma estimativa dos valores de deriva litorânea para os diferentes trechos de praia, possibilitando avaliar os efeitos das intervenções nas praias adjacentes.

Calibração e aplicação do modelo numérico genesis nas praias de Tramandaí e Imbé-RS

O modelo numérico GENESIS (Generalized Model for Simulating Shoreline Change) é parte de um sistema de modelagem de linha de praia, o SMS (Shoreline Modeling System), desenvolvido pelo CERC (Coastal Engineering Research Center), U.S.A. É um modelo genérico, determinístico e bidimensional, com grande flexibilidade para ser adaptado a costas abertas, arenosas e sujeitas a intervenção humana. Utilizado na previsão da resposta da linha praia as diversas obras costeiras que podem ser implantadas na mesma. Características estas, que fazem dele uma ferramenta indicada para a o estudo costa do Rio Grande do Sul e para o objetivo deste estudo. A aplicação do modelo de evolução de linha praia – GENESIS neste trabalho, tem como objetivos: calibrar o modelo numérico GENESIS para a costa centro norte do Rio Grande do Sul e avaliar seu uso como ferramenta na previsão de impactos ambientais gerados por obras costeiras, Alem de reproduzir as condições do modelo físico reduzido de 1965 e comparar os resultados entre as simulações matemática e física. O modelo foi aplicado num trecho de linha de praia da região centro norte do Rio Grande do Sul, nas praias de Tramandaí e Imbé. As quais já foram alvo de estudos anteriores através de modelo físico reduzido, em função do desejo deste município em construir molhes na desembocadura do canal da Laguna de Tramandaí. Para implementação do modelo numérico GENESIS foram utilizados dados das posições da linha de praia em três diferentes anos, coletados pelo CECO/UFRGS, dados de onda coletados pelo ondógrafo do IPH/UFRGS, e diversos dados sobre as praias e sua história, retirados da extensa bibliografia publicada sobre a região de estudo. A calibração do modelo foi realizada através das linhas de praia medidas em 1997 e em 2000. O modelo foi considerado calibrado quando o mesmo consegui reproduzir a linha de praia do ano 2000 a partir da linha de 1997, obtendo um erro máximo de 15 m. Foram realizadas simulações que reproduziam as simulações feitas em modelo físico reduzido do IPH em 1965. Através da comparação dos dados de onda utilizados no modelo físico reduzido de 1965 e dos dados de onda coletados pelo ondógrafo em 1996, pudemos observar a importância do uso de um série de dados de onda neste tipo de estudo, bem como, a desenvoltura e limitações do modelo numérico GENESIS na situações geradas.

Hidrodinâmica costeira e quantificação do transporte longitudinal de sedimentos não coesivos na zona de surfe das praias adjacentes aos molhes da Barra do Rio Grande, RS, Brasil (aplicação às praias do Cassino, Mar Grosso e adjacências dos Molhes Leste e Oeste da embocadura do estuário da Lagoa dos Patos)

A ocupação do litoral por empreendimentos sócio-econômicos e a realização de obras de engenharia capazes de atender estas demandas tem despertado a necessidade de estudos detalhados do transporte litorâneo. Usando metodologia de coleta de sedimentos por ‘traps’ (fundo e suspensão) dentro da zona de surfe e metodologias de aquisição de imagens, topografia e sedimentologia conduzidas com o auxílio de filmadora, estação total e trabalhos em laboratório, respectivamente, determinou-se os parâmetros hidrodinâmicos e morfométricos da região. Dados de ondas em águas profundas foram obtidos a partir de modelo do CPTEC/INPE. Os trabalhos de campo foram realizados em 50 campanhas distribuídas pelo período de 1 ano. Do total, 42 foram dedicadas exclusivamente a dados hidrodinâmicos e morfométricos enquanto que as 8 restantes foram utilizadas também para coleta de sedimentos. Ao mesmo tempo foram obtidos dados sobre a velocidade dos fluxos e sobre o transporte transversal no espraiamento. Todos os dados foram obtidos em condições atmosféricas normais. Os trabalhos de campo foram conduzidos em 6 perfis transversais distribuídos entre as praias do Cassino e Mar Grosso (3 de cada lado da embocadura). Dois perfis situados na adjacência dos Molhes Leste e Oeste, 2 posicionados a 3 Km da base dos respectivos molhes e 2 distantes 10 Km destas mesmas bases. Concomitante com as medições do transporte longitudinal foram realizadas observações específicas sobre a participação dos diferentes níveis coletados na formação do transporte total. A distribuição dos sedimentos na coluna d’água e ao longo do perfil foram estudadas considerando o diâmetro médio do grão. Foi estudada também a participação do transporte de fundo (bedload) e em suspensão (suspended load) obtendo-se evidencias de que o transporte de fundo representa aproximadamente 18% do transporte total. Os resultados das medições indicaram uma vazão bidirecional de sedimentos, com baixa intensidade de transporte e resultante positiva direcionada para nordeste, conforme apresentado a seguir: Perfil-1(01/07/03) 1,92 m3/h NE-SW; Perfil-2 (19/07/02) 2,60 m3/h NE-SW, (16/01/03) 0,23 m3/h NE-SW e (20/02/03) 25,1 m3/h SW-NE; Perfil-3 (02/05/03) 4,24 m3/h SW-NE; Perfil-4 (05/09/03) 43,33 m3/h SW-NE; Perfil-5 (17/01/03) 2,54 m3/h NE-SW e Perfil-6 (21/02/03) 31,74 m3/h SW-NE. As baixas taxas de transporte total (máx. 940 e mín. 402 m³/ano/m) e líquido (máx. 574 e mín. 218 m³/ano/m) encontrados na região são consistentes com o comportamento dos estoques sedimentares acumulados no entorno dos molhes nos últimos 90 anos, embora estas taxas anuais representem apenas uma ordem de grandeza do transporte na região, já que são uma simples extrapolação dos dados horários não traduzindo, portanto os efeitos do clima de ondas local. Os dados obtidos serviram para calibrar 2 equações empíricas CERC e Kamphuis-91 que foram utilizadas para extrapolar as taxas de transporte longitudinal pelo período de 1 ano, considerando também a deriva ocasionada por ondas de tempestades. Finalmente, concluiu-se que o baixo transporte longitudinal é ocasionado pelos pequenos ângulos de incidência (em relação a normal) das ondas na arrebentação, que a direção da corrente longitudinal apresenta forte convergência com a componente longitudinal do vento na costa e que a baixa deriva litorânea (em condições atmosféricas normais) para nordeste só é magnificada pela presença das ondas de tempestades que varrem a costa vindas do quadrante sul e que representam aproximadamente 16% do ano.

Aspectos da sedimentação na região nordeste da Lagoa dos Patos : lagoa do casamento e saco do cocuruto - RS - Brasil

A formação da Lagoa dos Patos foi condicionada pelo desenvolvimento de uma barreira múltipla, arenosa, sob a influência das oscilações eustáticas ocorridas durante o Quaternário. Os aspectos geomorfológicos da margem lagunar desta barreira evidenciam a existência de pelo menos quatro ciclos de transgressão e regressão. Os processos de sedimentação que os acompanharam, proporcionaram a compartimentação da laguna mediante o crescimento de pontais arenosos, mecanismo que deu origem a Lagoa - do Casamento e ao Saco do Cocuruto. Os sedimentos do fundo destes corpos lagunares são arenosos e silticos. As fácies arenosas ocorrem nas partes marginais e rasas e tem suas caracteristicas texturais influenciadas pelo tipo de material das áreas fonte, da natureza, intensidade e tempo de atuação dos agentes de sedimentação. As fácies silticas ocupam as porções centrais, mais profundas. As zonas intermediárias são atapetadas por fácies transicionais areno-silticas e silto-arenosas.Os terrenos quaternários da margem lagunar, retrabalhados durante os ciclos transgressivos, constituem a principal fonte dos sedimentos lagunares. Parte do material siltico trazido em suspensão pelas águas da Lagoa dos Patos que ingressam na Lagoa do Casamento, provém das terras altas que margeiam a provincia Costeira. Os principais agentes envolvidos nos processos de sedimentação são o vento, as ondas e as correntes lagunares. A circulação das águas é também influenciada pelos sistemas fluviais atuantes na região. A sedimentação se processa em um ambiente de águas rasas e doces, levemente ácidas, oxidantes nas margens e pouco redutoras nas partes centrais. A atividade biológica bentônica é reduzida e relacionada a uma pequena fauna de moluscos. A evolução geomorfológica da área controlou os aspectos maiores da sedimentação no corpo lagunar. Tentativas de caracterização ambiental baseadas em análise granulométrica mostraram que os métodos de FOLK & WARD (1957), PASSEGA & BYRANJEE (1969) e DOEGLAS (1968),são efetivamente úteis na descrição e interpretação de ambientes recentes de sedimentação onde os parâmetros físicos são conhecidos. Entretanto a sua utilização como critério único na determinação paleo-ambiental fica prejudicada, pois a sedimentação em uma província costeira e policíclica e promovida por vários ambientes definidos que se deslocam no tempo e no espaço. Ocorre muitas vêzes que o rápido retrabalhamento de materiais depositados em ambientes de alta energia é incapaz de apagar as características texturais herdadas do ciclo anterior A maior parte dos sedimentos das fácies arenosas do fundo lagunar tem propriedades semelhantes aos depositados em ambientes praiais e eólicos.

Bioclastos de organismos terrestres e marinhos na praia e plataforma interna do Rio Grande do Sul : natureza, distribuição, origem e significado geológico

Fácies marinhas e costeiras associadas a eventos transgressivos-regressivos quaternários ocorrem na Planície Costeira do Rio Grande do Sul e na plataforma continental adjacente. Enquanto as fácies expostas na planície costeira apresentam uma composição essencialmente siliciclástica, as fácies submersas, hoje aflorantes na antepraia e plataforma interna, apresentam, muitas vezes, uma composição carbonática. Formada por coquinas e arenitos de praia fortemente cimentados, estas fácies destacam-se do fundo oceânico como altos topográficos submersos. Os altos topográficos da antepraia têm atuado como fonte de boa parte dos sedimentos e bioclastos de origem marinha encontrados nas praias da área de estudo. Os bioclastos carbonáticos que ocorrem nestes locais caracterizam uma Associação Heterozoa, ou seja, são formados por carbonatos de águas frias, característicos de médias latitudes, e são representados principalmente por moluscos, equinodermos irregulares, anelídeos, crustáceos decápodos, restos esqueletais de peixes ósseos e cartilaginosos, cetáceos, tartarugas e aves semelhantes à fauna atual. Além destes bioclastos de origem marinha, as praias estudadas apresentam a ocorrência de fragmentos orgânicos provenientes de afloramentos continentais fossilíferos, contendo abundantes restos esqueletais de mamíferos terrestres gigantes extintos, das ordens Edentada, Notoungulada, Litopterna, Proboscidea, Artiodactila, Perissodactila, Carnívora e Rodentia. A concentração dos bioclastos na praia resultada da ação direta dos processos hidrodinâmicos que atuam na região de estudo (ondas de tempestade, deriva litorânea, correntes, etc). A variação no tamanho médio dos bioclastos encontrados ao longo da linha de costa está relacionada ao limite da ação das ondas de tempestades sobre o fundo oceânico, o qual é controlado principalmente pela profundidade. Os afloramentos-fonte submersos podem ser divididos em holocênicos e pleistocênicos. A tafonomia dos bioclastos pleistocênicos permite argumentar que após o penúltimo máximo transgressivo que resultou na formação do sistema deposicional Laguna-Barreira III (aproximadamente 120 ka) parte dos depósitos lagunares permaneceram emersos e não estiveram sob a ação marinha (barrancas do arroio Chuí, com a megafauna preservada in situ), enquanto que parte dos depósitos lagunares esteve sob ação direta do ambiente praial. Em diversas feições submersas observam-se coquinas contendo fósseis de mamíferos terrestres, indicando o retrabalhamento dos sedimentos lagunares em ambiente praial. As coquinas que apresentam moluscos pouco arredondados e de maior granulometria são aqui definidas, informalmente, como Coquinas do Tipo 1. Como conseqüência da última regressão pleistocênica (iniciada após o máximo transgressivo de 120 ka) estas coquinas ficaram submetidas a uma exposição subaérea. Este fato possibilitou a dissolução diferenciada dos componentes carbonáticos existentes nos depósitos (coquinas e arenitos) e sua recristalização (calcita espática) em ambientes saturados em água doce. A Transgressão Pós-Glacial (iniciada em torno de 18 ka) foi responsável pelo retrabalhamento dos arenitos e coquinas, recristalizando mais uma vez os elementos carbonáticos. Devido ao seu grau de consolidação estes depósitos resistiram à erosão associada à elaboração da superfície de ravinamento e encontram-se atualmente expostos na antepraia e, mesmo, na linha de praia atual. Pelo menos há 8 ka houve novamente um período favorável à precipitação de carbonato de cálcio, ocorrendo a litificação de rochas sedimentares em uma linha de praia numa cota batimétrica inferior a atual. Neste intervalo de tempo formaram-se as coquinas e arenitos não recristalizados, apresentando fragmentos de moluscos muito fragmentados e arredondados e de menor granulometria, aqui definidas, informalmente, como Coquinas do Tipo 2. A interpretação da tafonomia dos bioclastos de idade holocênica sugere pelo menos duas fácies deposicionais: (a) Fósseis articulados numa matriz areno-síltica, preenchidos por silte e argila, interpretados como originalmente depositados em regime transgressivo no ambiente Mesolitoral (foreshore) para Infralitoral superior (upper shoreface), com baixa ação de ondas. (b) Fragmentos de carapaças e quelas isoladas encontradas numa coquina fortemente cimentada por calcita espática, por vezes recristalizada, interpretados como concentrados na Zona de Arrebentação por ondas de tempestades. A dinâmica costeira atual retrabalha novamente os sedimentos inconsolidados enquanto as rochas sedimentares consolidadas (formadas pelas Coquinas Tipo 1 e 2) resistem parcialmente à erosão e constituem os altos topográficos submersos (parcéis) descritos neste trabalho.

A morfodinâmica praial como subsídio ao gerenciamento costeiro : o caso da Praia de Fora - Parque Estadual de Itapuã, RS

O Parque Estadual de Itapuã é considerado a última área representativa dos ecossistemas originais da região metropolitana de Porto Alegre, sendo que nos últimos 11 anos somente foi permitida a entrada de pesquisadores em suas dependências. Após este longo período em que esteve fechado, o Parque voltará a receber turistas no início de 2002, sendo que os principais destinos serão as praias. Dentre as oito praias existentes na área, somente três serão abertas à visitação, sendo a Praia de Fora a maior delas e a única voltada para a Lagoa dos Patos. Com objetivo de fornecer subsídios para o gerenciamento da Praia de Fora, efetuou-se a análise de uma série de parâmetros morfodinâmicos consagrados na literatura mundial, aprimorando o nível de conhecimento desta praia e suas relações com a Lagoa dos Patos. Para tanto, utilizou-se os modelos de praias de Banco Único e de Bancos Múltiplos da chamada Escola Australiana com a aplicação dos seguintes parâmetros: Parâmetro Adimensional Omega (Ù), Omega Teórico (Ùterorico), Parâmetro de Banco (B), Declividade da Face de Praia (Tang ß) e Parâmetro Dimensionador de Surfe (surf scaling parameter). Outros modelos utilizados foram o Perfil de Equilíbrio de DEAN (1973), o modelo de Transporte Longitudinal dos sedimentos da zona de surfe, (SPM, 1984), o Limite Externo e Limite Interno (Profundidade de Fechamento) e o modelo de Sentido Preferencial de Transporte Perpendicular (SUNAMURA & TAKEDA, 1984). Além destes, optou-se por realizar uma análise temporal da variação da linha de praia da Praia de Fora no período entre 1978 e 2001. Os resultados obtidos indicam um ambiente com uma grande variação energética anual, sendo que a largura da face praial apresentou variações de até 16 m e a declividade de 2,8° a 11.3°. A análise dos parâmetros morfodinâmicos indicou uma praia com grande alternância de estágios morfodinâmicos, que reflete a presença de uma zona de transporte de sedimentos muito intenso por ação de ondas até a profundidade de 0,90 m, uma zona de transporte significativo entre 0,90 e 5 m e uma zona de transporte incipiente para as profundidades maiores que 6 m. O transporte no sentido longitudinal, apresenta uma bidirecionalidade com uma pequena resultante para SE e em sentido transversal apresenta uma maior incidência de transporte da zona de surfe para a antepraia, caracterizando setores erosivos na Praia de Fora. Estes setores erosivos foram detectados em 58% da extensão da Praia de Fora com uma taxa média de 3,75 m por ano. Já em 14% da extensão da praia foi observado acresção e em 28% da praia não houve variação significativa da posição da linha de praia. As taxas médias de deposição chegaram a 1,75 m por ano. A sistematização de todos os resultados permitiu a elaboração de subsídios para o gerenciamento da Praia de Fora. São eles: análise dos riscos para a segurança de banhistas na praia, manejo de dunas, restrições a explotação de areia de fundo nas adjacências da Praia de Fora e delimitação submersa do Parque de Itapuã junto à cota batimétrica dos –6m. Esta delimitação aumentaria em aproximadamente 10.920 hectares ou 196 %, a área atual de preservação do Parque de Itapuã.

Índice de qualidade de praia : o exemplo de Capão da Canoa

A população dos municípios do litoral norte do Rio Grande do Sul vem crescendo nas últimas duas décadas (IBGE, 2004). Em conseqüência, disso, começaram a surgir diversos problemas ambientais nessa região. Com o objetivo de avaliar o impacto ambiental produzido por esse crescimento foi criado, de forma inédita, um método para aferir o Índice de Qualidade de Praia (IQP), constituído por cinco indicadores, são eles: limites de segurança de praia, plano de manejo de dunas, balneabilidade da água, qualidade sanitária da areia e adequação da disposição final dos resíduos sólidos. Esse método foi testado na zona de balneário do município de Capão da Canoa, no período de dezembro de 2001 a março de 2002. Para tanto, foram atribuídos pesos para cada indicador por parte dos atores – técnicos, turistas e residentes – por meio do método de pesquisa de opinião-técnica Delphi. O somatório do produto do peso pela nota de cada indicador (0 ou 1), resultou numa classificação da praia do tipo C. Nessa categoria a balneabilidade é imprópria para banho. Não existe programa de limites de segurança de praia. Já a qualidade da areia é satisfatória, há área adequada para o depósito dos resíduos sólidos e há plano de manejo de dunas em funcionamento. De acordo com esse resultado, pode-se sugerir uma agenda de ações mitigadoras, ordenadas por prioridades, tendo em vista a gestão ambiental. Essa agenda e a avaliação confirmada com base no IQP pode, a longo prazo, contribuir para melhorar a qualidade de vida dos freqüentadores das praias, diminuir a degradação do ambiente costeiro e medir as melhorias implementadas.