7.1 Grade e spacial
A Baía do Espírito Santo possui sua abertura voltada para sudeste (SE), recebendo ondas provenientes de três quadrantes principais: nordeste (NE), leste-sudeste (E- SE) e sul-sudeste (S-SE).
Com intuito de estabelecer um padrão de ondas associadas à passagem de frentes frias, o presente estudo escolheu uma onda monocromática de E-SE entrando na Baia.
Esta onda foi escolhida conforme a revisão feita na área de estudo onde se estabeleceu uma onda com altura de 1m, direção de 150° com relação ao Norte (perpendicular à entrada da Baía) e período de onda de 10s (Tp=14s).
O resultado das alturas significativas da onda para a região, Figura 8, evidencia menores alturas sobre o canal de entrada do Porto de Tubarão. Isso se deve ao fato de que este canal, devido a sua dragagem, possui profundidades de cerca de 27m, assim, quando a onda passa por esta região de maior profundidade, sua velocidade e comprimento de onda aumentam enquanto que sua altura diminui.
Já o comportamento encontrado para as alturas de onda próxima a linha de costa, que apresentaram maiores alturas (cerca de 1.5m) na proximidade da Ilha do Socó (contorno C4) e menores alturas (0.5 à 0.7 m) próximas a área da Companhia Vale do Rio Doce – CVRD (contorno C2), está de acordo com os resultados encontrados tanto por Albino et al. (2001) quanto por Melo e Gonzáles (1995), onde ambos observaram uma área de sombreamento caracterizada por menores alturas para ondas provenientes de ESE. Isso é decorrente da refração que ocorre quando as ondas passam pelo canal de acesso ao porto – águas mais profundas – promovendo um “espalhamento” da crista e da energia da onda para as laterais, fazendo com que se observem menores alturas neste ponto e nos pontos à frente, caracterizando uma zona de sombreamento.
Segundo Albino et al. (2001), a partir do porto de Tubarão e na entrada da Baía do Espírito Santo, a maior dissipação e o efeito de refração das ondas são registrados. A Ponta de Tubarão protege a baía contra as ondas incidentes de NE desenvolvendo uma área com ondas inferiores a 0,3 m e, é ainda responsável pela difração das ondas que passam de NE para SE e terminando praticamente incidente de S, dentro da baía, próximo à linha de costa (ALBINO et al., 2001). Margeando a Companhia Vale do Rio Doce (CVRD), sob efeito do sombreamento, Albino et al. (2001) encontraram na zona submersa e na praia ondas de 0m a 0.5m e ondas com alturas próximas a 0.9 m e 1m para a região caracterizada pelas maiores alturas, ta mbém para ondas provenientes de E-SE.
Melo e Gonzalez (1995) também encontraram um comportamento semelhante ao encontrado neste trabalho, descrito para a zona de sombreamento. Entretanto, as
magnitudes dos valores das ondas para a região próxima a Ilha do Socó (região caracterizada pelas maiores alturas de onda) foram maiores, observando ondas chegando à costa a uma altura de cerca de 2.4m. Isso pode ser explicado pelo fato de que Melo e Gonzalez (1995) usaram um modelo para calcular as alturas das ondas baseadas na equação de declividade suave. Sendo que esta equação fornece resultados precisos apenas para regiões com uma mudança suave de batimetria, o que não é ocorre na Baía do Espírito Santo.
Outro resultado interessante apresentado na Figura 8, foi que aproximadamente, na metade da distância entre o contorno C3 e o contorno C1 foi possível observar a presença de uma ondulação paralela a estes contornos que se localiza sobre a formação do baixio. Isso ocorre pela acentuada diminuição da profundidade que irá ocasionar uma diminuição na velocidade e conseqüentemente aumentando localmente a altura da onda. Ainda em relação ao baixio, apesar deste estudo não avaliar o processo de reflexão da onda, possivelmente, pode ter ocorrido este processo sobre esta formação devido suas características supracitadas (ocorrência de um alto gradiente de profundidade).
Em relação à Figura 9, dos resultados de direção média da onda, observa-se uma mudança acentuada na direção da onda sobre o canal de acesso ao Porto de Tubarão, ocasionada pelo mesmo motivo apresentado para o comportamento das alturas significativas quando passam por esta região, denotando assim o processo de refração. Este processo caracteriza -se, segundo Suguio (1992) apud Leão (2005) pela mudança de direção da onda que tende a se tornar paralela à direção das isóbatas (linhas de mesma profundidade) à medida que se aproxima da costa e é afetada pela topografia do fundo, perdendo velocidade, sendo o responsável pelo alinhamento das cristas tendendo a ser paralelo à praia, independente da direção de aproximação das ondas nas águas mais profundas.
Esta descrição vai ao encontro dos resultados do presente estudo que mostrou uma onda entrando perpendicularmente ao contorno C3 (120°) e refratando tanto em direção ao contorno C2 (com valores menores que 120°) quanto e m direção ao contorno C4 (com valores maiores que 120°), chegando quase que perpendicularmente à Praia de Camburi.
7.2 Perfil transversal
Os resultados para a altura significativa e direção da onda mostrados na Figura 10 para o perfil transversal destacado na Figura 6 - linha vermelha contínua, retratam dois processos interessantes, a refração e o empinamento da onda quando se aproxima da linha de costa.
A linha vermelha mostra os valores de altura de onda ( Hs ), variando de 1.0m no contorno aberto C3 para cerca de 1.4 metros próximo a praia. Isso ocorre, pois como já foi dito, quando a onda começa a “sentir o fundo”, ela diminui a velocidade e aumenta em altura. Pode-se observar a presença de um pico de altura de onda de aproximadamente 1.7m a 3500m do contorno C3. Este evidencia a passagem da onda pela formação do baixio, onde ocorre um alto gradiente de profundidade e, portanto a onda passa a sentir mais o fundo.A partir daí, se observa uma diminuição gradual da altura da onda devido ao aumento na profundidade, que depois volta a aumentar na linha de costa, atingindo uma altura de 1.4m, caracterizando o processo de empinamento.
A linha azul mostra os valores de direção média da onda, onde se pode notar o processo de refração que ocorre devido à mudança de direção da onda de 120° no contorno C3 para cerca de 131° próximo a Praia de Camburi, no entanto, esta variação de direção não foi não brusca, variando apenas cerca de 10°, uma vez que, segundo Albino et al. (2001), ondas provenientes de E- SE sofrem menor dissipação dentro da Baía do Espírito Santo devido a referida Baía ter a entrada voltada para SE. Assim estas ondas entram quase que perpendiculares à Baía.
Cabe ressaltar que os resultados de altura significativa da onda tanto para a grade espacial quanto para o perfil transversal provavelmente apresentaram valores menores que os esperados, uma vez que, não foi avaliado nenhum processo de dissipação da onda neste estudo.
8. Conclusão
Ø De uma forma geral o modelo SWAN foi capaz de modelar de forma satisfatória o processo de refração na Baía do Espírito Santo, uma vez que os resultados
apresentados neste trabalho estão de acordo com resultados observados em outros estudos similares para a mesma região.
Ø O processo de empinamento da onda foi observado a partir dos dados de altura significativa da onda que mostraram uma região próxima à costa com elevados valores de altura de onda (cerca de 1.5m).
Ø O processo de refração foi observado tanto pelos dados de altura significativa sobre o canal de acesso ao Porto de Tubarão, onde ficou evidenciado a influência deste na diminuição das alturas da onda formando uma zona de sombreamento, quanto pelos dados de direção média da onda, onde se observou uma mudança de direção tanto em direção ao contorno C2 quanto em direção ao contorno C4.
Ø Os resultados mostram que o canal de aceso ao porto de Tubarão e o baixio localizado na metade da baia têm um rol importante na refração da onda vinda d o E-SE, possivelmente ocasionando uma diminuição da altura da onda na região a montante delas. Por outro lado, consegue-se quantificar um aumento na altura da onda de aproximadamente 40% nas proximidades da Ilha do Socó. Ø A refração a partir da mudança de direção de ondas de E-SE não foi tão intensa,
devido ao fato de que estas ondas entram quase que perpendiculares a Baía do Espírito Santo. Concluindo que as ondas provenientes de E-SE sofrem uma menor atenuação dentro da Baía do Espírito Santo devido à referida Baía ter a entrada voltada para SE.
Ø Devido à complexidade de batimetria na área – com um pronunciado baixio, quebra-mares e um canal – ficam claro que um simples modelo de refração que negligencie o efeito de difração pode não ser apropriado. Então para fazer uma investigação mais apropriada e ampla das ondas na Baía do Espírito Santo sugere-se implementar o processo de difração no modelo SWAN, através da equação de declividade suave.
Ø Ainda em relação à complexidade da referida Baia, com a presença de uma formação de baixios, sugere-se a trabalhos futuros que verifiquem uma possível ocorrência do processo de reflexão da onda quando a onda passa sobre esta formação.
Ø Sugere-se para trabalhos futuros a implementação do modelo SWAN no modo transiente, ou seja, não estacionário para que possa ser observada a propagação da onda.
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Anexo A