1 O LITORAL DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
1.1 A Ilha Grande: diversidade ambiental e aspectos socioeconômicos
medições de radioatividade nas areias das praias (FREITAS & ALENCAR, 2004; ALENCAR
& FREITAS, 2005) entre outros. A escassez de trabalhos voltados para o entendimento da dinâmica e vulnerabilidade do litoral da Ilha Grande expõe a necessidade de se monitorar essas áreas, visando preservar estes ambientes e fornecer subsídios para um gerenciamento costeiro integrado e eficaz.
1.1 A Ilha Grande: diversidade ambiental e aspectos socioeconômicos
A Ilha Grande localiza-se no município de Angra dos Reis (entre 23º 5’ e 23° 14’ na latitude S e entre os meridianos 44° e 44° 40’ W) na região sul do estado do Rio de Janeiro, na baía de mesmo nome (Figura 1). Com aproximadamente 193 Km² de área é a maior ilha do litoral Sul do estado do Rio de Janeiro e o segundo maior parque insular brasileiro (OLIVEIRA, 2006; ROSA, 2009; SILVA, 2011; INEA, 2011 e 2013; entre outros).
A Ilha Grande constitui o topo de uma montanha submersa, e possui basicamente dois tipos de relevo: as montanhas e as estreitas planícies costeiras. Por ser um ambiente muito diverso, em seus 161 km de litoral são encontradas enseadas, costões rochosos, praias, manguezais, córregos e diversos riachos e ainda preserva uma importante área de Mata Atlântica. A ilha pertence a escarpa sul da Serra do Mar, apresentando encostas íngremes drenadas por inúmeros canais fluviais (ROSA, 2009; SILVA, 2011; INEA, 2011 e 2013; entre outros). O clima é tropical, quente e úmido, sem estação seca, sendo submetida à ocorrência de chuvas durante todo o ano, com maior concentração no verão em detrimento do inverno. A precipitação, dentre diversos fatores, está relacionada às diferenças da altitude e posição das montanhas. A abundante precipitação gera uma rede de cursos d’água de diferentes tamanhos.
Foram identificadas 79 pequenas bacias hidrográficas, 27 destas possuindo entre 17 e 1 Km² e as outras 52 com menos de 1 Km² de área. Na rede de drenagem pouco desenvolvida, de ordem hierárquica menor, predominam as bacias de 1ª e 2ª ordens, as de 3ª e 4ª ordens, mais desenvolvidas encontram-se na parte mais elevada da ilha, que drenam para as vertentes oceânicas (ROSA, 2009, INEA 2011, e 2013; entre outros).
Na Ilha Grande são encontradas 113 praias com variados tamanhos, as mais extensas localizam-se na costa oceânica, como o caso das praias do Aventureiro, de Lopes Mendes e Dois Rios, entre outras (Figura 1). As praias voltadas para o oceano, estão mais expostas a
incidência de ondas e a influência das correntes oceânicas. As praias voltadas para o continente são comumente mais protegidas, embora também sofram com a ação das ondas durante a ocorrência de tempestades. O litoral da Ilha Grande está exposto à incidência de ondas de S, SW e SE, atribuídas a ciclones extratropicais formados no extremo sul do oceano Atlântico. As ondas geradas alcançam altura de 5 a 6 m em oceano aberto (GODDOI et al., 2011; INEA, 2011 e 2013).
Em razão da necessidade de se proteger a biodiversidade e a geodiversidade existente na Ilha Grande, diversas Unidades de Conservação foram criadas com objetivos e especificidades distintas (Figura 3).
O Parque Estadual da Ilha Grande (PEIG), criado pelo Decreto Estadual nº 15.273 de 26 de junho de 1971, compõe uma unidade de conservação de proteção integral, da Administração Pública do Estado do Rio de Janeiro, sendo subordinado à Diretoria de Biodiversidade e Áreas Protegidas (DIBAP) pertencente ao Instituto Estadual do Ambiente (INEA), órgão vinculado à Secretaria de Estado do Ambiente (SEA). O PEIG é classificado como um bem público destinado ao uso comum da população, conforme o artigo 99, inciso I da Lei Federal nº 10.406, de 10 de janeiro de 2002 (Código Civil). A criação de um Parque Estadual tem por objetivo a preservação dos ecossistemas naturais; a realização de pesquisas científicas; o desenvolvimento de ações voltadas para a educação ambiental, recreação e turismo ecológico. No estado do Rio de Janeiro, o PEIG foi o segundo parque criado, precedido pelo Parque Estadual do Desengano (ROSA, 2009; MMA, 2010; INEA, 2011 e 2013; entre outros).
A Reserva Estadual Biológica da Praia do Sul, foi instituída pelo Decreto Estadual nº 4.972, de 2 de dezembro em 1981 e o Parque Estadual Marinho do Aventureiro (PEMA), adjacente ao anterior, foi criado em 1990. Uma unidade de conservação do tipo Reserva Biológica possui usos restritos e são visitadas apenas com objetivo educacional e científico.
Tendo por objetivo a preservação da diversidade biológica e recuperação dos ecossistemas numa determinada área.
A Ilha Grande constituiu-se na Área de Proteção Ambiental de Tamoios em 1982, sendo reconhecida em 1988 como patrimônio nacional, pela Constituição Federal. Em decorrência da vegetação de Mata Atlântica e da localização na zona costeira, foi declarada em 1989 como Área de Relevante Interesse Ecológico pela Constituição Estadual. Em 1991 passou a ser caracterizada pela UNESCO como Reserva da Biosfera da Mata Atlântica (ROSA, 2009; MMA, 2010; INEA, 2011 e 2013).
Figura 3 - Mapa do zoneamento do Parque Estadual da Ilha Grande
Fonte: Adaptado de: <http://pib.socioambiental.org/fotos/8683_20100208_141144.jpg>. Acesso em: 10 mar. 2015.
Tendo em vista a necessidade de preservação dos ecossistemas marinhos e terrestres e a utilização de maneira racional dos recursos existentes, a Ilha Grande passa a ser percebida como um paraíso ecológico e isso tem atraído a atenção cada vez maior de turistas de grande parte do mundo, que chegam a ilha em busca de tranquilidade e de um contato direto com a natureza.
Atualmente, a atividade turística e a pesca são as principais fontes de renda para os moradores da ilha (PRADO, 2003; SILVA, 2011; INEA, 2011 e 2013; entre outros).
Para este estudo foram escolhidas as praias de Vila do Abraão, Pouso, Vila de Dois Rios e Lopes Mendes (Figuras 1, 4, 5, 6 e 7), todas localizadas na borda oriental da Ilha Grande.
A praia de Abraão está localizada na porção norte e oriental da Ilha Grande, voltada para o continente. Com 1.200 m de extensão, orientados no sentido NW-SE, esta praia se encontra abrigada na enseada de Abraão. Este trecho geralmente apresenta condições de mar calmo, exceto quando da ocorrência de grandes tempestades que promovem uma agitação significativa nas águas desta enseada. A faixa de areia da praia é esporadicamente cortada por rios, que aparecem principalmente nos meses mais chuvosos. A Enseada de Abraão concentra a maior parte da infraestrutura habitacional e turística da ilha. Nela estão concentrados o centro comercial (bares, restaurantes, oficinas, lojas, etc.) e a maioria dos serviços essenciais para a população (INEA, 2011 e 2013; OLIVEIRA, 2006; SILVA, 2011) (Figura 4).
A praia de Pouso está localizada dentro da Enseada de Palmas, na porção oriental da Ilha Grande voltada para o continente. Essa estreita praia possui apenas 600 m de extensão com orientação NW-SE, sendo limitada por promontórios rochosos. Devido a sua localização, esta praia geralmente apresenta mar calmo e com pequenas ondulações. Tal como as demais praias da Ilha, na praia do Pouso, nota-se a presença de um pequeno riacho cortando a faixa de areia após a ocorrência de chuvas (Figura 5).
A praia de Dois Rios possui cerca de 1.300 m de extensão e orientação aproximada de NE-S. Esta praia está localizada dentro de uma enseada na borda sul-oriental da Ilha Grande e, portanto, exposta a incidência de ondas de alta energia, apesar da proteção exercida pela enseada e pela ilha Jorge Grego (a sudeste desta enseada). Este trecho costeiro é marcada pela presença de uma praia limitada nas suas extremidades por rios que desaguam diretamente no oceano.
Essa característica explica o nome atribuído a esta praia, que aparece associada a Vila de Dois Rios, que possui cerca de 150 moradores e é atualmente administrada pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ). Nesta mesma localidade, encontra-se o Centro de Estudos Ambientais e Desenvolvimento Sustentável (CEADS), criado no ano de 1995. O CEADS foi instalado na área do antigo Instituto Penal Cândido Mendes. A sede situa-se no antigo prédio do destacamento da Polícia Militar e conta com laboratórios, salas de aula, auditório, alojamentos e refeitório, que possibilitam o desenvolvimento de diversas pesquisas e projetos ambientais na Ilha Grande (CEADS, INEA, 2011 e 2013), (Figuras 6 e 24A e B).
Figura 4 - Praia de Abraão
Legenda: (A) Localização na Ilha Grande; (B) Vista aérea; (C) Perfil de praia.
Fonte: (B) O Globo, 2011; (C) A autora, 2014.
Figura 5 - Praia de Pouso
Legenda: (A) Localização na Ilha Grande. (B) Praia de Pouso; (C) Perfil de praia.
Fonte: (B e C) André Luiz C. da Silva, 2014.
Figura 6 - Praia de Dois Rios
Legenda: (A) Localização na Ilha Grande. (B) Vista aérea. (C) Perfil de praia.
Fonte: (B) Disponível em: <www.ilhagrande.com.br/praias/dois-rios/>.
Acesso em: 10 mar. 2015. (C) André Luiz C. da Silva, 2014.
A praia de Lopes Mendes é a mais extensa entre as praias estudadas, com 2.500 m de extensão e orientação NW-SE. Essa praia é limitada no extremo noroeste pelo costão rochoso e pela praia de Santo Antônio e a sudeste pela Ponta de Lopes Mendes, na porção mais distal dessa enseada. Trata-se de uma das praias mais bonitas do Brasil, de acordo com as revistas especializadas em turismo no litoral. As águas são cristalinas e o mar é, na maior parte do tempo, agitado devido a exposição direta deste trecho à entrada de ondas oceânicas na enseada, que
incidem na praia com grande energia e chegam a alcançar mais de 3 metros de altura na arrebentação durante a ocorrência de ressacas (GODOI et al., 2011) (Figura 7).
Figura 7 - Praia de Lopes Mendes
Legenda: (A) Localização na Ilha Grande. (B) Vista aérea. (C) Perfil de praia.
Fonte: (B) Disponível em: <http://oglobo.globo.com>. Acesso em: 10 mar. 2015.
(C) SILVA, 2014.
2 DINÂMICA E VULNERABILIDADE COSTEIRA
O conceito de praia de acordo com Friedman e Sanders (1978) refere-se a um depósito de sedimentos inconsolidados ao longo de uma costa sujeita à ação das ondas. O limite interno da praia (continental) é marcado pelo alcance máximo das ondas de tempestades (onde geralmente ocorre uma escarpa de tempestade), enquanto o limite externo da praia (marinho) é caracterizado pela área mais externa da zona de arrebentação das ondas na maré baixa. Para Souza et al. (2005) as praias são ambientes altamente dinâmicos e sensíveis, compostas de material inconsolidado, como areia e cascalho, possuem múltiplas funções, como a de proteger os ecossistemas adjacentes e as atividades urbanas, sendo utilizadas ainda para recreação, turismo e habitat de variadas espécies animais e vegetais. As praias classificadas como pocket beaches, “praias de bolso”, são confinadas entre estruturas geológicas (ex: costões rochosos) ou artificiais (ex: quebra-mar), que limitam o transporte longitudinal de sedimentos e geralmente possuem pouca extensão (PRAZINI et. al., 2013).
A praia é dividida nos seguintes sub-ambientes: pós-praia, frente de praia e face de praia (Figura 8). O pós-praia (ou região de supramaré) é a parte superior da praia, que comumente conserva-se seca, salvo durante a ação de ondas de tempestades. Apresenta de modo geral baixo ângulo de inclinação, podendo apresentar-se horizontal ou próximo da horizontalidade. A frente de praia (ou intermaré) é a área onde o transporte e retrabalhamento de sedimentos é mais intenso por ser esta a parte da praia sujeita ao alcance diário das ondas e variação de maré. Esta região é caracterizada por perfis mais íngremes, se comparados ao póspraia. O ângulo de inclinação do perfil está associado à intensidade das ondas e a granulometria dos sedimentos.
De modo geral, quanto maior a energia das ondas mais íngremes serão os perfis e maior o tamanho dos sedimentos. A face de praia (ou submaré) é a região correspondente à parte submersa, e nela está presente a zona de surf e a arrebentação. É a área onde ocorre um transporte constante de sedimentos devido à ação contínua das ondas e correntes. A interação destas correntes junto à parte submersa da praia ocasiona um movimento em zigue-zague de sedimentos em um sentido preferencial ao longo da praia, ocasionando áreas de deposição efetiva e áreas de perda de sedimentos (FRIEDMAN & SANDERS, 1978; SILVA et al., 1999;
entre outros).
Na parte emersa da praia (supramaré) comumente observa-se a presença de bermas (Figura 8), ou seja, de um terraço plano formado na área do pós-praia. A praia pode apresentar uma ou várias bermas em um mesmo perfil, limitadas pela crista da berma (representada por uma mudança abrupta do ângulo de inclinação do perfil praial). As bermas geralmente são formadas pelas ondas durante a fase de reconstrução da praia logo após um evento de tempestade (SILVA et al., 2004).
Figura 8 - Subdivisões do ambiente praial com base em Friedman e Sanders (1978)
Fonte:SILVA, 2015.
Como visto em Silva (2006), formas de classificação e subdivisões do ambiente praial são também propostas por diversos autores e originam inúmeras divergências conceituais.
Contudo, este trabalho não tem como pressuposto dar continuidade à discussão sobre esta questão. Busca, no entanto, usar uma terminologia que permita definir e delimitar o ambiente em estudo. Sendo assim, o conceito de praia utilizado por esta pesquisa foi o desenvolvido por Friedman e Sanders (1978).
Uma determinada praia possui, em geral, sedimentos com textura e composição própria, que pode variar ao longo da praia e em um mesmo trecho, entre a parte emersa e submersa; e ao longo do tempo, em resposta às variações nos processos costeiros (DAVIS, 1985). Os sedimentos que formam as praias podem ter uma origem local ou terem sido transportados por grandes distâncias. Podem ser originados de fonte terrígena ou biológica.
Os sedimentos de fonte terrígena podem ser provenientes do intemperismo e erosão do continente, gerando sedimentos que são posteriormente transportados para o oceano pelos rios e ventos; intemperismo e erosão da costa, que conduz a um fornecimento direto de material para
a praia; retrabalhamento e transporte de sedimentos oriundos da plataforma continental interna, de grande importância, sobretudo durante períodos de elevação do nível do mar; e transporte pelas correntes litorâneas que deslocam grande quantidade de sedimentos ao longo da costa. Os sedimentos de fonte biológica apresentam grande variação granulométrica, sendo mais comumente observados em áreas onde os recifes de corais estão concentrados ((DAVIS, 1985;
DAVIS & FITZGUERALD, 2004; SILVA et al., 2004).
Figura 9 - Relação entremorfologia, composição e textura dos sedimentos de praia
Fonte: Baseado em PETTIJOHN, 1975.
Segundo Friedman & Sanders (1978) as praias podem ser formadas por sedimentos provenientes de fragmentos de rochas, restos esqueletais carbonáticos e minerais pesados, contudo em praias arenosas a predominância é a do mineral quartzo na composição dos sedimentos. A textura dos sedimentos siliciclásticos é produzida por processos deposicionais e erosivos, e pode ser entendida por meio do estudo dos sedimentos modernos. O estudo da textura dos sedimentos demanda o conhecimento do tamanho, do brilho da superfície e da morfologia, que pode contribuir para o entendimento da origem dos materiais. Obtida a caracterização, bem como, o tamanho do grão, é possível classificá-lo graficamente em classes de tamanho, conforme a constância dos sedimentos em cada classe (TUCKER, 1981, apud SILVA, 2006).
2.2 Processos físicos atuantes na dinâmica de praias
As ondas, correntes e marés são consideradas os fatores primários causadores das modificações no ambiente de praia, sendo considerada também a importância dos ventos (DAVIS, 1985). A interação destes processos com os materiais que constituem a praia é causadora do dinamismo deste ambiente e pelas modificações ocasionadas (DAVIS, 1985;
SILVA, 2006; SILVA et al., 2004; LAING, 1998).
Os processos morfodinâmicos atuantes na linha de costa são desempenhados por ações naturais físicas, biológicas e químicas, que influenciam na modelagem costeira, tanto pela ação destrutiva em determinados locais, quanto pela ação construtiva em outros. Os processos físicos são causados principalmente pela ação das ondas, correntes e marés e os pelos organismos que habitam a zona costeira na interação com os sedimentos e a partir da bioconstrução de edifícios e esqueletos carbonáticos. Já os processos químicos são derivados do intemperismo das rochas e precipitação de materiais, como os depósitos de sal (SILVA et al., 2004).
As ondas oceânicas são formadas pela ação dos ventos que ao soprar sobre a superfície da água, formam pequenas ondas capilares. Com a manutenção da ação do vento, estas pequenas rugosidades se somam e produzem ondas maiores, onde o tamanho é delimitado pela velocidade e duração de ação do vento. Uma vez geradas as ondas mantêm sua trajetória mesmo depois que a ação do vento cessa, sendo denominadas então de marulho ou swell. Em seu percurso as ondas sofrem alterações em seus parâmetros, como a altura, comprimento e velocidade de propagação. Estas mudanças são influenciadas pela batimetria do fundo submarino, pois ao se aproximarem de regiões mais rasas, começam a sentir o fundo e isso reflete no seu comportamento e na movimentação de sedimentos (LAING, 1998).
Para caracterizar uma onda é preciso atentar para os seguintes parâmetros (Figura 10):
comprimento de onda (L), que é a distância entre duas cristas sucessivas; altura (H), representado pela distância entre a crista e a cava da onda; amplitude (a), que corresponde a metade da altura da onda; período (T), tempo decorrido entre a passagem de duas cristas por um ponto fixo (LAING, 1998).
Figura 10 - Algumas propriedades básicas de uma onda
A forma de arrebentação ou quebra de uma onda varia em consequência do gradiente do fundo marinho e da geometria da onda. Para Komar (1976) a quebra da onda pode ser classificada em 3 tipos (Figura 11): spilling (progressiva), plunging (mergulhante) e surging (ascendente). Galvin (1968) acrescenta mais um tipo de quebra da onda, o qual denominou de collapsing breaker (colapsante), sendo este, um tipo intermediário entre plunging e surging breaker.
A arrebentação em forma progressiva ou derramante (spilling) (Figura 11A) ocorre associada principalmente a um fundo marinho com baixa declividade. A onda ganha altura, torna-se instável e arrebenta progressivamente ao longo da zona de surf. A arrebentação do tipo mergulhante (plunging) (Figura 11B) é típica de fundo mais inclinado, principalmente em ocasião de tempestades. Também é conhecida como tubo, devido a constante formação de tubos quando da arrebentação. A arrebentação do tipo ascendente (surging) (Figura 11C) ocorre em praias com elevada declividade e normalmente as ondas se projetam na direção da praia e ascendem o perfil emerso sem arrebentar, sendo refletidas de volta (GALVIN, 1968; KOMAR, 1976; LAING, 1998; SILVA, 2006).
Os padrões de circulação costeira, essenciais no transporte de sedimentos próximos à costa, são resultantes dos fenômenos de reflexão, refração e difração. A reflexão de ondas ocorre por ocasião da chegada destas em praias com gradiente elevado. Ao atingir costões rochosos, falésias, ou estruturas artificiais, estas ondas são refletidas e entram em interferência com as ondas que chegam, criando um padrão de ondas estacionárias. A refração acontece em virtude da interferência da onda com o fundo submarino. Ao aproximar-se da costa de forma oblíqua, a porção da crista mais proximal atinge primeiramente a área de menor profundidade e sofre uma desaceleração em relação à porção da crista em águas mais profundas, causando a inflexão da crista. Por fim, a difração ocorre quando a onda atinge um obstáculo, como, por
exemplo, uma ilha, criando uma onda circular que se propaga a partir da extremidade do obstáculo. Normalmente, as ondas convergem atrás do obstáculo, numa área conhecida como
“zona de sombra”, onde predomina o acúmulo de sedimentos. Os fenômenos de reflexão, refração e difração, alteram a direção de incidência das ondas em relação à costa e provocam perda de energia da onda, o que promove alterações na morfológica da linha de costa, sobretudo no ambiente praial (GALVIN, 1968; KOMAR, 1976; LAING, 1998; SILVA, 2006).
Figura 11 - Formas de arrebentação da onda
Fonte: SILVESTRE, 2013, adaptado de DAVIS & FITZGERALD, 2004.
As ondas ao aproximarem-se da costa transportam sedimentos e ao atingirem a praia obliquamente formam uma corrente paralela à costa entre a praia e a zona de arrebentação, denominada corrente de deriva litorânea (longshore currents) (Figura 12). Estas correntes desenvolvem-se melhor em linhas de costas longas e retilíneas. A construção de estruturas que impeçam a continuidade da corrente causa problemas de desequilíbrio ambiental, ocasionando perda de sedimentos em determinada região e acúmulo em outras, o que pode gerar uma erosão
costeira se não houver uma “recarga” de sedimentos a jusante. Outro processo de transporte de sedimentos ocorre pela ação do fluxo e refluxo das ondas (swash e backwash). Em decorrência da ação contínua das ondas, os sedimentos são transportados paralelamente à costa, em um padrão de zig-zag. Células de circulação são formadas a partir da aproximação das ondas junto à linha da costa, com correntes longitudinais (deriva litorânea) e perpendiculares à praia, formando correntes de retorno (rip currents) (Figura 12). Nos locais onde a altura das ondas é menor as correntes de retorno formam-se com mais facilidade e são responsáveis pelo transporte de sedimentos da praia para a região submarina (LAING, 1998).
Figura 12 - Células de circulação costeira com as correntes de deriva litorânea e de retorno
As marés resultam da atração gravitacional exercida nas águas oceânicas pelo Sol e, principalmente, pela Lua devido a sua maior proximidade com a Terra. As variações entre o alinhamento do Sol e da Lua com a Terra originam as marés de sizígia (luas nova e cheia) que ocasionam marés mais altas, e de quadratura (quartos de lua crescente e minguante) que ocasiona marés com amplitudes menores (Figura 13). As costas apresentam distintos regimes de marés e podem ser classificadas em três tipos: micromaré, quando as amplitudes não alcançam 2 metros; mesomaré, quando variam entre 2 e 4 metros; e macromaré, com amplitudes maiores que 4 metros. O regime de micro e meso maré é associado a costas abertas, enquanto a macromaré habitualmente ocorre em costas com golfos e embaiamentos.
Sendo assim, os ciclos de marés causam variações no nível do mar e são fundamentais para os processos costeiros atuantes na linha de costa (DAVIES, 1964; SOUZA et al., 2005)
Fonte: SILVESTRE, 2013, adaptado de KOMAR, 1976.
Figura 13 - Marés de sizígia e quadratura
Fonte: Adaptado de GARRISON (2010), BAPTISTA, 2014.
O input de energia na zona litorânea ocorre principalmente devido à ação das ondas de superfície geradas pelo vento e são elas as responsáveis pela dinâmica e erosão ao longo da
O input de energia na zona litorânea ocorre principalmente devido à ação das ondas de superfície geradas pelo vento e são elas as responsáveis pela dinâmica e erosão ao longo da