Centro de Educação e Humanidades Faculdade de Formação de Professores
Jaciele da Costa Abreu Gralato
Dinâmica de praia e vulnerabilidade às ondas de tempestades do litoral oriental da Ilha Grande (Angra dos Reis - RJ)
São Gonçalo
2016
Dinâmica de praia e vulnerabilidade às ondas de tempestades do litoral oriental da Ilha Grande (Angra dos Reis - RJ)
Orientador: Prof. Dr. André Luiz Carvalho da Silva
São Gonçalo
2016
Dissertação apresentada, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre, ao Programa de Pós-Graduação em Geografia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Área de concentração:
Natureza e dinâmica da paisagem.
CATALOGAÇÃO NA FONTE UERJ/REDE SIRIUS/BIBLIOTECA CEH/D
G744 Gralato, Jaciele da Costa Abreu.
TESE Dinâmica de praia e vulnerabilidade às ondas de tempestades do litoral oriental da Ilha Grande (Angra dos Reis - RJ) / Jaciele da Costa Abreu Gralato. – 2016.
135 f. : il.
Orientador: Prof. Dr. André Luiz Carvalho da Silva.
Dissertação (Mestrado em Geografia) – Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Faculdade de Formação de Professores.
1. Sedimentologia – Ilha Grande, Baía da (RJ) – Teses.
2. Litoral – Transformações – Ilha Grande, Baía da (RJ) – Teses.
3. Ilha Grande, Baía da (RJ) – Teses. I. Silva, André Luiz Carvalho da. II. Universidade do Estado do Rio de Janeiro.
Faculdade de Formação de Professores. III. Título.
CDU 551.3.051(815.3)
Autorizo, apenas para fins acadêmicos e científicos, a reprodução total ou parcial desta dissertação, desde que citada a fonte.
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Assinatura Data
Dinâmica de praia e vulnerabilidade às ondas de tempestades do litoral oriental da Ilha Grande (Angra dos Reis - RJ)
Dissertação apresentada, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre, ao Programa de Pós-Graduação em Geografia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Área de concentração:
Natureza e dinâmica da paisagem.
Aprovada em 13 de outubro de 2016.
Banca Examinadora:
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Prof. Dr. André Luiz Carvalho da Silva (Orientador) Faculdade de Formação de Professores – UERJ
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Profª. Dra. Maria Augusta Martins da Silva Universidade Federal Fluminense
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Prof. Dr. Otávio Miguez da Rocha Leão
Faculdade de Formação de Professores – UERJ
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Prof. Dr. Gustavo Barrantes Castillo Universidad Nacional Costa Rica
São Gonçalo 2016
Ao iniciar essa longa jornada repleta de desafios, tive a absoluta certeza que não estava só. No decorrer desta pesquisa fui sustentada pelo amor, carinho e incentivo de pessoas muito especiai. Agora no final desta caminhada gostaria de agradecer a todos pela forma que me ampararam.
A Deus pela minha vida, saúde e por fazer de mim uma pessoa abençoada, colocando em meu caminho pessoas tão incríveis e fundamentais para minha formação. A Nossa Senhora sou grata pela sua divina intercessão e proteção debaixo do seu manto sagrado.
A minha família, minha mãe Zenilda e meu pai José que me ensinaram as maiores lições desta vida, o amor ao próximo, o respeito e a gratidão. Por todo apoio e incentivo na minha vida escolar, desde os anos iniciais. A minha mãe quero agradecer ainda por toda a paciência, cuidado e aos muitos doces que fez. Pode ter certeza que todo esse amor tornou este caminho mais saboroso e menos exaustivo. Também a minha irmã Gleice, meu cunhado Neibe e meus sobrinhos Alice, Davi e Samuel, que nos momentos de nervosismo me acalmaram e alegraram.
Ao meu noivo Vinicius por me incentivar a persistir, pelo amor, carinho, compreensão, amparo e principalmente paciência (muita paciência) nas horas em que mais precisei e achei que não fosse conseguir.
A meu orientador Prof. Dr. André Luiz Carvalho da Silva, que com muito carinho, dedicação e paciência doou muito de seu tempo para a realização deste trabalho. Agradeço pelas horas e dias gastos com os trabalhos de campo, com as análises laboratoriais, com a orientação em sala, com os telefonemas, e-mails e com os trabalhos desenvolvidos. Trabalhar com você todo esse tempo, da Graduação ao Mestrado, me tornou uma aluna e profissional melhor. Guardarei nossas hilárias histórias de trabalho de campo e viagens acadêmicas com muito carinho.
Obrigada!
A Carolina Silvestre pela ajuda valiosa nos trabalhos de campo, nas análises laboratoriais (sem você seria impossível!), pelas imagens do CorelDraw, pelas referências bibliográficas, por dividir comigo os momentos de angústia (refazer ‘milhares de gráficos”), as longas conversas e infinitos momentos bons nos trabalhos de campo e encontros acadêmicos dentro e fora do país. Muito obrigada Carol!
A Andressa Batista pelas longas horas no LAMON realizando as análises de morfoscopia e me ajudando a entender melhor a importância disso tudo. Obrigada Andressa!
A Yamê Medina, Ana Beatriz Pinheiro, Andrea Viana, Emanuelle Madureira, Raphaella Dias e Érika Cardoso pela ajuda nos trabalhos de campo.
as alegrias e angústias que assolam um estudante de Mestrado e terem contribuído para a realização deste trabalho.
A minha grande amiga Daniele Sutil (Dani), uma das minhas maiores incentivadoras.
Obrigada amiga por toda torcida, apoio, companhia durante os encontros acadêmicos, pelas histórias e vida compartilhadas ao longo de toda essa trajetória, foi muito bom poder contar com você em mais essa jornada.
Ao Laboratório de sedimentologia da UFF, e ao Laboratório de Microscopia Óptica e Morfoscopia (LAMON) da FFP-UERJ, que permitiram com toda a infraestrutura disponível, que as análises granulométricas e morfoscópicas fossem realizadas.
Ao INEA (Instituto Estadual do Ambiente) pela autorização concedida para a realização deste trabalho. E ao CEADS (Centro de Estudos Ambientais e Desenvolvimento Sustentável) da UERJ, que com toda sua infraestrutura (laboratórios, alojamento, transporte e alimentação) possibilitou que este trabalho fosse desenvolvido. Agradeço especialmente ao Sandro (Gestor do INEA na Ilha Grande) e a Luciana (Lu) pela disponibilidade em nos receber no alojamento durante os trabalhos de campo.
Palavras nunca serão suficientes para descrever o quanto sou grata a todos que de maneira direta ou indireta contribuíram para a realização deste trabalho. Obrigada a todos!
GRALATO, Jaciele da Costa Abreu. Dinâmica de praia e vulnerabilidade às ondas de tempestades do litoral oriental da Ilha Grande (Angra dos Reis - RJ). 2016. 135 f. Dissertação (Mestrado em Geografia) – Faculdade de Formação de Professores, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, São Gonçalo, 2016.
O presente estudo objetivou caracterizar a dinâmica e a vulnerabilidade das praias da borda oriental da Ilha Grande, Angra dos Reis (RJ), às ondas de tempestades. Almejou-se através do conhecimento da dinâmica morfológica e sedimentar das praias identificar as áreas suscetíveis à erosão costeira e danos. A Ilha Grande possui 193 km² de área, sendo a maior ilha do litoral sul do estado do Rio de Janeiro, coberta em sua maior parte por remanescente de Mata Atlântica. Apesar dos esforços voltados para a preservação deste ambiente, por meio da criação de Unidades de Conservação, o cenário atual é preocupante devido o incremento do turismo e da falta de saneamento básico na ilha, expansão das atividades ligadas às indústrias petrolíferas e nucleares na região. A Ilha Grande é formada por mais de cem praias, até então desconhecidas do ponto de vista geomorfológico. Foram selecionadas as praias de Vila de Dois Rios e Lopes Mendes, voltadas para o oceano Atlântico; e Vila do Abraão e Pouso, voltadas para o continente.
Os monitoramentos foram realizados sazonalmente durante 2 anos por meio da aquisição de 45 perfis topobatimétricos, coleta de 126 amostras de sedimentos na porção emersa e submarina da praia para análise granulométrica e morfoscopia. Os resultados permitiram caracterizar a dinâmica das praias no setor oriental da Ilha Grande e conhecer o grau de vulnerabilidade deste litoral a eventos de tempestades. As praias estudadas apresentam características geográficas e geomorfológicas distintas, podem variar de poucas centenas de metros até alguns quilômetros de extensão e apresentam diferentes níveis de exposição à incidência de ondas de tempestades, dependendo da localização e orientação das mesmas. As praias de Dois Rios e, principalmente, Lopes Mendes foram as que apresentaram maior dinâmica e vulnerabilidade às ressacas. A praia de Lopes Mendes, em especial, exibiu forte corrente de deriva litorânea e de retorno no meio do arco praial, formando canais proeminentes na porção submarina; tempestades de maior magnitude alcançam o limite interno da praia e removem grande quantidade de sedimentos, causando exposição de raízes e derrubando árvores. As praias de Abraão e Pouso, apesar da dinâmica baixa e moderada, respectivamente, mostraram-se também vulneráveis às ressacas. A dinâmica sedimentar dessas praias é caracterizada pela mobilidade de sedimentos entre a parte emersa e submersa e, no caso de Lopes Mendes e Dois Rios, ao longo da mesma em resposta a ação da corrente de deriva litorânea. A granulometria e grau de selecionamento dos sedimentos variou bastante entre as praias estudadas, com o predomínio de areia quartzosa, subangular, fina a muito fina em Dois Rios e Lopes Mendes, com diminuição do selecionamento do pós-praia para a face de praia; e areia quartzosa, subangular, média, grossa a muito grossa nas praias de Abraão e Pouso, com selecionamento entre baixo e alto, respectivamente. Essas variações no tamanho dos grãos e grau de selecionamento são uma resposta a influência dos processos costeiros e fluvial em cada ambiente e apontam para os pequenos rios e a plataforma continental interna como principais áreas fonte para essas praias.
Palavras-chave: Dinâmica costeira. Sedimentologia. Ilha Grande.
GRALATO, Jaciele da Costa Abreu. Beach dynamics and vulnerability to storm waves on the eastern coast of Ilha Grande (Angra dos Reis - RJ). 2016. 135 f. Dissertação (Mestrado em Geografia) – Faculdade de Formação de Professores, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, São Gonçalo, 2016.
The objective of the present study was the characterization of the beach dynamics and vulnerability to storm waves of the eastern shoreline of Ilha Grande (Angra dos Reis, Rio de Janeiro State). Through the knowledge of the morphological and sedimentary dynamics it has been possible to identify the beaches vulnerable to erosion and damage. Ilha Grande is the biggest island of the southern coast of Rio de Janeiro State, with 193 km², mostly covered by remains of the Atlantic Rain Forest. Despite all the efforts to preserve the magnificent environment, through the creation of conservation unities, the present-day scenery is alarming because of an increase of the tourism and lack of basic sewage treatment plants on the island, as well as the expansion of oil and nuclear activies. Ilha Grande is formed by more than one hundred beaches, up to now unknown from the geomorphological point of view. The beaches selected for this work were Vila de Dois Rios and Lopes Mendes on the island’s shore facing the open water of the Atlantic Ocean, and Vila do Abraão and Pouso on the island’s shore facing continent. Seazonal beach was carried on for two years, obtaining 45 topographic profiles and 126 samples, from the subaereal and submarine parts of the beach; the samples underwent grain- size and morphological analyses. The results allowed the characterization of beach dynamics and the evaluation of the vulnerability to storm events of the eastern shoreline of Ilha Grande.
The studied beaches present distinct geographic and geomorphological characteristics and can vary from few hundred meters to several kilometers in length; they also present different degrees of exposure to the oncoming storm waves depending upon their location and orientation. Dois Rios beach and mainly Lopes Mendes beach are the most dynamic and vulnerable to storm waves. Lopes Mendes, in special, showed strong longshore current and rip currents in the center of the beach arc, which form prominent channels on the beachface; major storm events remove large quantities of the barrier’s sediments causing the exposure of trees roots and finally their fall. Abraão and Pouso Beaches, facing the continent, even though presenting, respectively, low and moderate dynamics, are also vulnerable to storm waves. The sediment dynamic of the study area is characterized by the mobility of the sands between the exposed and submarine parts of the beach. Lopes Mendes and Dois Rios Beaches show, in addition to that, longshore transport of sands. Grain size and sorting showed considerable variation among the studied beaches: fine to very-fine subangular quartz-rich sand predominate on Dois Rios and Lopes Mendes, with sorting degree decreasing from the backshore to the beachface; Abraão and Pouso present medium to very-coarse subangular quartz-rich sands, and poor sorting on Abraão and very well-sorted sands on Pouso beach. These variations on grain size and sorting respond to the influence of coastal and fluvial processes and indicate that the small river and the inner continental shelf are the main sources areas for the investigated beaches.
Keywords: Coastal dynamics. Sedimentology. Ilha Grande.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Localização da área de estudo ... 14
Figura 2 – Estado do Rio de Janeiro... 17
Figura 3 – Mapa do zoneamento do Parque Estadual da Ilha Grande ... 22
Figura 4 – Praia de Abraão... 24
Figura 5 – Praia de Pouso... 25
Figura 6 – Praia de Dois Rios... 26
Figura 7 – Praia de Lopes Mendes... 27
Figura 8 – Subdivisões do ambiente praial, com base em Friedman e Sanders (1978) ... 29
Figura 9 – Relação entre morfologia, composição e textura dos sedimentos de praia ... 30
Figura 10 – Algumas propriedades básicas de uma onda ... 32
Figura 11 – Formas de arrebentação da onda ... 33
Figura 12 – Células de circulação costeira com as correntes de deriva litorânea e de retorno ... 34
Figura 13 – Marés de sizígia e quadratura ... 35
Figura 14 – Classificação morfológica de praias: refletiva, dissipativa e estágios intermediários ... 37
Figura 15 – Perfis topográficos de praia: verão e inverno ... 38
Figura 16 – Histórico do gerenciamento costeiro no Brasil ... 41
Figura 17 – Esquema ilustrando as etapas empregadas na realização deste estudo 43
Figura 18 – Pontos selecionados para o levantamento topobatimétrico e amostragem de sedimentos... 44
Figura 19 – Perfis topobatimétricos de praia... 46
Figura 20 – Esquema contendo os diversos procedimentos laboratoriais da análise granulométrica pelo método de análise digital dinâmica de imagens ... 47
Figura 21 – Análise granulométrica... 48
Figura 22 – Grau de arredondamento e esfericidade ... 49
Figura 24 – Processamento dos perfis topobatimétricos de praia... 51
Figura 25 – Planilhas das análises granulométricas confeccionadas no software Excel e representadas por meio de gráficos de pizza ... 52
Figura 26 – Condições de mar calmo verificados na Enseada do Abraão... 55
Figura 27 – Condições de mar calmo no outono de 2014 na praia de Pouso ... 56
Figura 28 – Condições de mar agitado devido a incidência de ondas de tempestade na preamar da praia de Pouso no verão de 2015 ... 57
Figura 29 – Incidência de ondas de tempestade na área do P2 na praia de Dois Rios, no inverno de 2015 ... 58
Figura 30 – Condições de mar agitado no P2 na praia de Lopes Mendes no inverno de 2014 ... 58
Figura 31 – Campo de altura significativa de onda na baía da Ilha Grande no dia 08/04/2009 ... 59
Figura 32 – Perfis topográficos sobrepostos da praia do Abraão (perfil 1) ... 61
Figura 33 – Perfis topográficos individuais da praia de Abraão (perfis 1 e 2) ... 62
Figura 34 – Perfis topográficos sobrepostos da praia do Abraão (perfil 2) ... 63
Figura 35 – Pequeno córrego seccionando a praia na área do P2 de Abraão no verão ... 63
Figura 36 – Perfis topográficos sobrepostos da praia do Pouso... 64
Figura 37 – Perfis topográficos individuais da praia de Pouso ... 65
Figura 38 – Córrego existente na praia de Pouso... 66
Figura 39 – Perfis topográficos sobrepostos da praia da Vila de Dois Rios (perfil 1)... 68
Figura 40 – Escarpa de tempestade no P1 da praia de Dois Rios no inverno ... 68
Figura 41 – Perfis topográficos individuais da praia de Dois Rios (perfis 1 e 2) .. 69
Figura 42 – Perfis topográficos sobrepostos da praia da Vila de Dois Rios (perfil 1)... 70
Figura 43 – Perfil escarpado na praia de Dois Rios na área do P2, no inverno ... 70
Figura 44 – Córregos existentes na enseada de Dois Rios... 71 Figura 45 – Perfis topográficos sobrepostos da praia de Lopes Mendes (perfil 1) 73 Figura 46 – Perfis topográficos individuais da praia de Lopes Mendes (perfis 1,
2 e 3) ... 74 Figura 47 – Perfis topográficos sobrepostos da praia de Lopes Mendes (perfil 2) 75 Figura 48 – Presença de canais submersos associados à corrente de retorno
(setas amarelas) na praia de Lopes Mendes em 04/07/2007 ... 75 Figura 49 – Perfis topográficos sobrepostos da praia de Lopes Mendes (perfil 3) 76 Figura 50 – Córrego desaguando no setor sudeste da praia de Lopes Mendes ... 77 Figura 51 – Resultado das análises granulométricas das amostras de sedimentos
coletados no P1 da praia de Abraão – Ilha Grande... 79 Figura 52 – Areias coletadas no P1 da praia de Abraão (verão de 2014)
permitindo observar a mineralogia e o grau de arredondamento. ... 80 Figura 53 – Areias coletadas no P1 da praia de Abraão (inverno de 2015)
permitindo observar a mineralogia e o grau de arredondamento... 81 Figura 54 – Resultado das análises granulométricas das amostras de sedimentos
coletados no P2 da praia de Abraão – Ilha Grande... 82 Figura 55 – Areias coletadas no P2 da praia de Abraão (verão de 2014)
permitindo observar a mineralogia e o grau de arredondamento... 83 Figura 56 – Areias coletadas no P2 da praia de Abraão (inverno de 2015)
permitindo observar a mineralogia e o grau de arredondamento ... 84 Figura 57 – Resultado das análises granulométricas das amostras de sedimentos
coletados na praia de Pouso – Ilha Grande ... 87 Figura 58 – Areias coletadas na praia de Pouso (verão de 2014) permitindo
observar a mineralogia e o grau de arredondamento ... 88 Figura 59 – Areias coletadas na praia de Pouso (inverno de 2014) permitindo
observar a mineralogia e o grau de arredondamento ... 89 Figura 60 – Resultado das análises granulométricas das amostras de sedimentos
coletados no P1 da praia de Dois Rios – Ilha Grande ... 91 Figura 61 – Areias coletadas no P1 da praia de Dois Rios (verão de 2014)
permitindo observar a mineralogia e o grau de arredondamento ... 92 Figura 62 – Areias coletadas no P1 da praia de Dois Rios (inverno de 2015)
permitindo observar a mineralogia e o grau de arredondamento ... 93 Figura 63 – Resultado das análises granulométricas das amostras de superfície
Figura 64 – Areias coletadas no P2 da praia de Dois Rios (verão de 2014)
permitindo observar a mineralogia e o grau de arredondamento ... 95
Figura 65 – Areias coletadas no P2 da praia de Dois Rios (inverno de 2014) permitindo observar a mineralogia e o grau de arredondamento ... 96
Figura 66 – Distribuição dos sedimentos de fundo da Baía da Ilha Grande ... 98
Figura 67 – Mapa de distribuição de fácies sedimentares ... 98
Figura 68 – Dois Rios na Ilha Grande ... 99
Figura 69 – Resultado das análises granulométricas das amostras de sedimentos coletados no P1 da praia de Lopes Mendes – Ilha Grande ... 101
Figura 70 – Areias coletadas no P1 da praia de Lopes Mendes (verão de 2014) permitindo observar a mineralogia e o grau de arredondamento ... 102
Figura 71 – Areias coletadas no P1 da praia de Lopes Mendes (inverno de 2014) permitindo observar a mineralogia e o grau de arredondamento ... 103
Figura 72 – Resultado das análises granulométricas das amostras de superfície coletadas no P2 da praia de Lopes Mendes – Ilha Grande ... 104
Figura 73 – Areias coletadas no P2 da praia de Lopes Mendes (verão de 2014) permitindo observar a mineralogia e o grau de arredondamento ... 105
Figura 74 – Areias coletadas no P2 da praia de Lopes Mendes (inverno de 2014) permitindo observar a mineralogia e o grau de arredondamento ... 106
Figura 75 – Resultado das análises granulométricas das amostras de sedimentos coletados no P3 da praia de Lopes Mendes – Ilha Grande ... 108
Figura 76 – Areias coletadas no P3 da praia de Lopes Mendes (verão de 2014) permitindo observar a mineralogia e o grau de arredondamento ... 109
Figura 77 – Areias coletadas no P3 da praia de Lopes Mendes (inverno de 2014) permitindo observar a mineralogia e o grau de arredondamento ... 110
Figura 78 – Planície costeira e sistemas de drenagem no litoral de Lopes Mendes ... 111
Figura 79 – Caracterização da dinâmica, riscos e vulnerabilidades das praias da borda oriental da Ilha Grande ... 113
Figura 80 – Efeitos das ondas de tempestades na praia de Lopes Mendes ... 115
Tabela 1 – Extensão, orientação e localização das praias monitoradas na Ilha
Grande e coordenadas dos locais dos pontos de monitoramento ... 45 Tabela 2 – Classificação granulométrica dos sedimentos ... 48 Tabela 3 – Condições de mar observadas nas praias da borda oriental da Ilha
Grande – Angra dos Reis ... 54 Tabela 4 – Dados de morfoscopia das praias da borda oriental da Ilha Grande ... 85 Tabela 5 – Dados de morfoscopia das praias da borda oriental da Ilha Grande ... 85 Tabela 6 – Resultados das análises de sedimentos coletados na praia de Abraão
na área do perfil 1 ... 128 Tabela 7 – Resultados das análises de sedimentos coletados na praia de Abraão
na área do perfil 2 ... 128 Tabela 8 – Resultados das análises de sedimentos coletados na praia de Pouso
na área do perfil 1 ... 130 Tabela 9 – Resultados das análises de sedimentos coletados na praia de Dois
Rios na área do perfil 1 ... 131 Tabela 10 – Resultados das análises de sedimentos coletados na praia de Dois
Rios na área do perfil 2 ... 132 Tabela 11 – Resultados das análises de sedimentos coletados na praia de Lopes
Mendes na área do perfil 1 ... 133 Tabela 12 – Resultados das análises de sedimentos coletados na praia de Lopes
Mendes na área do perfil 2 ... 134 Tabela 13 – Resultados das análises de sedimentos coletados na praia de Lopes
Mendes na área do perfil 3 ... 135
INTRODUÇÃO ... 13
1 O LITORAL DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO ... 16
1.1 A Ilha Grande: diversidade ambiental e aspectos socioeconômicos ... 20
2 DINÂMICA E VULNERABILIDADE COSTEIRA ... 28
2.1 Ambientes costeiros ... 28
2.2 Processos físicos atuantes na dinâmica de praias ... 30
2.3 Dinâmica e erosão costeira aplicada a análise da vulnerabilidade e riscos ... 35
2.4 Manejo e usos da zona costeira ... 40
3 MATERIAIS E MÉTODOS ... 42
3.1 Metodologia ... 43
3.2 Metodologia de campo ... 43
3.3 Procedimentos laboratoriais... 46
3.4 Processamento e análise dos dados ... 50
4 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 52
4.1 Processos costeiros no litoral oriental da Ilha Grande ... 53
4.2 Variabilidade morfológica das praias no litoral oriental da Ilha Grande ... 59
4.3 Sedimentação das praias estudadas na Ilha Grande... 78
4.4 Vulnerabilidade do litoral da Ilha Grande a eventos de tempestades ... 111
CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 115
REFERÊNCIAS ... 117 APÊNDICE – Resultados das análises de sedimentos coletados nas praias estudadas . 129
INTRODUÇÃO
Os litorais são influenciados por diversos processos e variáveis e estão sempre em constante transformação, buscando alcançar uma situação de equilíbrio dinâmico através do confronto entre as diversas forças que exercem influência sobre os ambientes costeiros, como ressaltam diversos autores (DAVIS, 1985; CARTER, 1988; DAVIS & FITZGUERALD, 2004;
BIRD, 2008; entre outros). A maioria das costas mundiais está experimentando uma ampla variedade de pressões de natureza antropogênica, em resposta ao crescimento populacional, às atividades turísticas, ao desenvolvimento portuário e industrial, à exploração de recursos naturais e à consequente poluição; e também, devido a fatores naturais, como à elevação do nível do mar e as alterações climáticas (SOUZA et al., 2005). O conhecimento da dinâmica costeira é fundamental para a compreensão do grau de vulnerabilidade aos eventos de tempestades e a erosão do litoral (BIRD, 2008).
Diversos problemas (ambientais, sociais e econômicos) ocorrem nas áreas costeiras e estão constantemente relacionados com o uso e ocupação do litoral, principalmente nas áreas com elevada dinâmica. No litoral do estado do Rio de Janeiro, inúmeros problemas vêm sendo apontados por diversos autores, tais como: erosão costeira e a consequente destruição de obras de engenharia (casas, quiosques, estradas, postes, etc.), poluição por esgoto e lixo, mineração ilegal de praias e dunas, prática indiscriminada de off road nas áreas de dunas, caça criminosa, etc. (MUEHE, 1975; SANTOS, 2001; LINS-DE-BARROS, 2005; SILVA, 2006; LINS-DE- BARROS & MUEHE, 2010; SILVA et al., 2014c; entre outros).
As praias escolhidas para a realização deste estudo estão localizadas na Ilha Grande (Figura 1), que se configura como a maior ilha do litoral sul do estado do Rio de Janeiro (terceira maior do Brasil), com uma área total de 193 km². Possui mais de 100 praias distribuídas ao longo de 161 km de litoral, voltadas tanto para o oceano Atlântico, quanto para o continente e que, como consequência, apresentam diferentes níveis de exposição à incidência de ondas e aos eventos de tempestades. As praias apresentam extensão variada, desde poucas centenas de metros (predominam pequenas praias encaixadas entre os costões), até cerca de 4 quilômetros (como no caso da praia do Sul) (CEADS, 2013). A Ilha Grande (Figura 1) está inserida num trecho do litoral brasileiro pertencente a Bacia de Santos, que ocupa uma área total de cerca de 350.000 Km² (MOHRIAK, 2003). Atualmente, essa área abriga a principal fronteira petrolífera do país por conta da extração de petróleo na camada Pré-Sal. Aliado a isso, a presença do Terminal Petrolífero da Baía da Ilha Grande (TEBIG), juntamente com as Usinas Nucleares
Angra 1 e 2 (em funcionamento) e Angra 3 (prevista para entrar em operação em 2018), colocam a região da Ilha Grande num cenário de elevado crescimento econômico e industrial.
Figura 1 - Localização da área de estudo
Fonte: Google Earth, 2013.
Para o desenvolvimento deste estudo, foram selecionadas quatro praias na borda oriental da Ilha Grande: Vila do Abraão, do Pouso, Vila de Dois Rios e Lopes Mendes (Figura 1). As duas primeiras são praias geograficamente abrigadas (voltadas para o continente); as demais encontram-se expostas a incidência direta de ondas (voltadas para o oceano Atlântico) (Figura 1).
Por meio da realização de perfis topobatimétricos e análises nos sedimentos desses ambientes, objetivou-se:
• Caracterizar a morfologia e a textura dos sedimentos das praias no litoral oriental da Ilha Grande;
• Compreender a dinâmica das praias estudadas;
• Identificar o papel das áreas fontes no fornecimento de sedimentos para as praias;
• Mapear as áreas mais vulneráveis a ação das ondas de tempestade, e consequentemente, mais suscetíveis à erosão e danos, gerando subsídios para um gerenciamento costeiro integrado e eficaz.
O litoral da Ilha Grande, apesar da riqueza e diversidade de ambientes e da importância destes para os diversos ecossistemas costeiros associados, é praticamente desconhecido do ponto de vista geomorfológico e da vulnerabilidade destes ambientes a eventos de tempestades, assim como, os riscos decorrentes destes as diversas atividades existentes no litoral (turismo, pesca, navegação, moradia, etc.). Tais aspectos reforçam a necessidade de realização de estudos dessa natureza, cada vez mais essenciais diante do rápido crescimento das atividades ligadas ao turismo e a indústria na região.
1 O LITORAL DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
A partir da década de 1970, a comunidade científica vem buscando ampliar os conhecimentos relacionados à dinâmica costeira do estado do Rio de Janeiro e, consequentemente, contribuir para a sua preservação. Inúmeros trabalhos foram realizados desde então (MUEHE, 1975; MUEHE & IGNARRA, 1984; MUEHE, 1989; MUEHE et al., 2006; BASTOS, 1994; SILVA et al., 1999; SANTOS & SILVA 2000; BASTOS & SILVA, 2000; SANTOS et al., 2000; SANTOS, 2001; RIBEIRO et al., 2004 e 2006; LINS- DEBARROS, 2005; GUERRA et al., 2005; SILVA, 2006; SILVA et al., 2008a; SILVA et al., 2008b; SILVA et al., 2009; LINS-DE-BARROS & MUEHE, 2010; SILVA & SILVA, 2010;
SILVA, 2011; MUEHE, 2011; GRALATO, 2013; SILVESTRE, 2013; SILVESTRE et al., 2013; SILVA et al., 2014a; SILVA et al., 2014b; SILVA et al., 2014c, SILVA et al., 2016; entre outros). Os conhecimentos adquiridos sobre o comportamento do litoral fluminense têm contribuído para um maior entendimento da dinâmica e vulnerabilidade do mesmo às ressacas.
O litoral do Rio de Janeiro possui uma grande variedade de ambientes costeiros, como por exemplo, praias com diferentes extensões, barreiras arenosas compostas predominantemente por sedimentos quartzosos, lagunas, baías, costões rochosos entre outros (Figura 2). As alterações morfológicas verificadas são condicionadas, na maioria das vezes, pelo regime de ondas incidentes (GUERRA et al., 2005; SILVA et al., 2008a; MUEHE 2011, SILVA et al., 2016; entre outros).
Em função da orientação da linha de costa e das características geomorfológicas, o litoral fluminense foi aqui dividido em 4 segmentos para a apresentação de uma síntese dos principais estudos desenvolvidos neste litoral, são eles: (1) o litoral Norte (Figuras 2A e B), (2) a Região dos Lagos (Figuras 2A e C), (3) as praias da Baía de Guanabara (Figuras 2A e D) e (4) o litoral Sul, que engloba as baías de Sepetiba e da Ilha Grande (Figura 2A e E).
Figura 2 – Estado do Rio de Janeiro
Legenda: (A) Litoral do Estado do Rio de Janeiro: (B) Norte Fluminense, (C) Região dos Lagos, (D) Baía da Guanabara e (E) Sul Fluminense. Fonte: Google Earth, 2015.
O litoral Norte é composto pela planície deltaica do rio Paraíba do Sul, com a presença marcante de uma série de barreiras arenosas transgressivas e condições de mar sujeita a influência de uma vigorosa corrente de deriva litorânea (Figura 2B). Em determinados trechos deste litoral, como em Atafona, a praia apresenta um trecho de erosão intensa, com grande remoção de sedimentos, causando destruição de inúmeras construções. Um estudo desenvolvido por Bastos & Silva (2000) chama a atenção para a erosão do campo de dunas e um recuo de 37 metros da linha de costa em 5 anos de pesquisa. Os sedimentos oriundos desse processo erosivo são transportados pela intensa corrente de deriva litorânea (sentido Norte – Sul) e promovem o engordamento da praia de Grussaí (RIBEIRO et al., 2004 e 2006; MUEHE et al., 2006;
FERNANDEZ et al., 2006; MOULTON, 2014, entre outros).
O litoral da Região dos Lagos (Figura 2C) é constituído por extensas praias, compostas por areias quartzosas de tamanhos variados.O litoral de Cabo Frio, com uma orientação SW–
NE, é constituído por extensos campos de dunas presentes em diversos locais, como nas praias do Forte e do Peró. Os sedimentos das praias neste trecho do litoral variam consideravelmente:
nas praias do Forte e do Peró são encontradas areias finas a médias, muito bem selecionadas;
na praia das Caravelas predominam areia grossa e moderadamente bem selecionada; a praia de Tucuns é formada por areia média com uma tendência de diminuição da granulometria em direção as extremidades desta; a praia de Geribá é constituída por areia fina e bem selecionada (GUERRA et al., 2005; entre outros), só para citar algumas das muitas existentes neste trecho do litoral.
No litoral de Maricá, ainda na Região dos Lagos (Figura 2C), as praias tendem a ser refletivas em resposta a alta energia das ondas, que incidem predominantemente de SE sob condições de tempo bom e de S e SW durante a ocorrência de ressacas. A arrebentação predomina na forma de tubos (plunging) e ocorre muito próximo da linha d’água devido à elevada declividade da face de praia. As ondas atingem mais de 3 m de altura durante as ressacas e, eventualmente, causam danos as estruturas construídas próximas ao limite interno da praia.
Os sedimentos variam bastante ao longo das praias localizadas neste litoral. Na maioria das praias predominam areias grossa e média, com diminuição no tamanho dos grãos em direção ao limite leste dos arcos de praia (SILVA et al., 2008a; GRALATO, 2012 e 2013; SILVA et al., 2014c; FERREIRA, 2014; FARIA, 2014).
O segmento referente ao litoral da Baía da Guanabara (Figura 2D) e adjacências é composto por diversas praias tanto abrigadas (dentro da Baía), quanto expostas ao mar aberto, fazendo com que tenham características muito diferentes (SILVA et al., 2016). Quando comparadas as praias localizadas na cidade do Rio de Janeiro, as praias oceânicas de Niterói são mais estudadas (SILVA, 2001; SANTOS et al., 2004; SILVA et al., 2009) e, consequentemente, melhor compreendidas quanto ao seu comportamento e dinâmica. Essas praias vêm sofrendo modificações devido ao intenso processo de urbanização, que se acentuou a partir da década de 1970 com a construção da ponte Presidente Costa e Silva (RioNiterói).
Essas praias são dinâmicas devido a incidência direta de ondas de tempestades, que causam grandes variações na morfologia e largura, com destaque para a praia de Piratininga. As ondas de tempestades neste litoral incidem de S e SW, chegando a atingir 3 m de altura na arrebentação, o qual predomina o tipo mergulhante (plunging), mais comum durante as ressacas, seguido pela progressiva (spilling). As praias oceânicas de Niterói respondem rapidamente às variações nas condições de mar, estreitando-se de forma significativa em resposta a ocorrência de ressacas e aumentando a largura imediatamente logo após a diminuição da energia das ondas.
O intenso processo de urbanização desse trecho do litoral de Niterói representa uma ameaça para este ambiente (SILVA, 2001; SANTOS et al., 2004; SILVA et al., 2009). Essas praias apresentam em geral uma grande mobilidade de sedimentos entre a parte emersa e submersa e ao longo das mesmas em resposta a ação das correntes de deriva litorânea, mais intensa nas praias de Piratininga e Camboinhas (SILVA, 2001; SANTOS et al., 2004; SILVA et al., 2009;
ECCARD et al., no prelo).
As praias abrigadas dentro da Baía de Guanabara apresentam em geral baixa dinâmica.
No entanto, aquelas localizadas próximo à entrada da baía exibem amplas variações nos perfis topográficos de praia (SANTOS, 2001; SANTOS et al., 2004; CUNHA, 2015; SILVA et al., 2016).Algumas dessas praias apresentam problemas com ressacas, que causam destruição de diversas estruturas de engenharia localizadas na orla, como é o caso das praias de Boa Viagem, Flechas e Icaraí, em Niterói (SANTOS, 2001; SANTOS et al., 2004; SILVA et al., 2016), e Flamengo na cidade do Rio de Janeiro (CUNHA, 2015; SILVA et al., 2016). As areias das praias dentro da Baía de Guanabara são basicamente de granulometria fina e média, conforme apontam os estudos realizados por estes autores (SILVA et al., 2016). Algumas em especial, exibem areias mais grossas devido a energia das ondas (praia Vermelha no Rio de Janeiro), em função da contribuição local de afloramentos ou devido à influência humana, introduzindo no ambiente material de aterros e lixo (Praia da Bica, da Freguesia no Rio de Janeiro; de Mauá em Magé; da Beira em São Gonçalo). A maioria das praias na Baía de Guanabara se encontra descaracterizada por obras de engenharia na faixa de areia, além de estarem degradadas e mal conservadas, como ressaltado por Silva et al. (2016).
Em diversos trechos do litoral fluminense são encontrados arenitos de praia localizados, tanto na zona de intermaré, quanto na porção submarina das praias. Essas rochas se constituem em importantes testemunhos para a compreensão da evolução costeira associada as variações do nível do mar (SILVA et al., 2014a; CASTRO et al., 2014). Os arenitos de praia foram estudados por exemplo em Itaipuaçu (SILVA et. al., 20014a e SILVA et al., 2015), em Jaconé, Maricá, Saquarema (MANSUR et al., 2011 e 2012; SILVA et al., 2014a; entre outros), e na Ilha de Cabo Frio (CASTRO et al., 2014), só para citar alguns.
No litoral Sul Fluminense (Figura 2E) os estudos realizados até o presente momento estão concentrados nas Baías de Sepetiba e da Ilha Grande (SILVA et al., 2003; GUERRA &
MARQUES, 2005; GUERRA et al., 2007). Sendo que a maioria desses estudos referem-se as áreas de oceanografia, ecologia e biologia (CALDEIRA et al., 2006; MODESTO &
BERGALLO, 2008; MAIA et al., 2010; REIS et al., 2013). Em Paraty, Andrade (2012) realizou um estudo sobre a morfodinâmica e caracterização da macrofauna das praias abrigadas neste litoral. Os poucos estudos sobre o litoral da Ilha Grande estão relacionados ao mapeamento
costeiro digital (OLIVEIRA & RIBEIRO, 2008; RIBEIRO et al., 2010; RIBEIRO et al., 2012), 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
2.1 Ambientes costeiros
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
VA et al., 2004.
Fonte: SILVA et al., 2004.
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 costa e pela formação de praias (KOMAR, 1976). Uma característica que certamente influencia no caráter dinâmico das praias é a sua suscetibilidade às mudanças relacionadas à energia das ondas incidentes (CARTER, 1988). As praias e zonas costeiras adjacentes amortecem o impacto da energia das ondas que variam significativamente numa escala de tempo que vai de segundos a anos. Esses ambientes desempenham um importante papel de proteção do litoral contra a erosão causada pela ação das grandes ondas. A praia, por sua vez, responde a tais mudanças na energia da onda através de modificações na morfologia e nos sedimentos que a constituem (DAVIS, 1985; DAVIS & FITZGERALD, 2004). Em determinados trechos do litoral brasileiro, sobretudo nas regiões sul e sudeste, este aumento sazonal na energia das ondas está relacionado às ressacas associadas à passagem de frentes frias provenientes do sul do país. No verão a situação se inverte, ou seja, ocorre uma diminuição na energia das ondas que atingem os litorais, conforme afirmam diversos autores (MUEHE, 1975; BASTOS, 1994; SILVA et. al., 1999; SANTOS & SILVA, 2000; SILVA et al., 2004; SANTOS et al., 2005; SILVA, 2006).
2.3 Dinâmica e erosão costeira aplicada a análise da vulnerabilidade e riscos
Estudos desenvolvidos por Wright & Short, (1979 e 1984) no litoral da Austrália representam uma grande contribuição para o entendimento da morfodinâmica de praias. Estes autores propuseram uma classificação morfodinâmica de praias baseada nos fatores hidrodinâmicos e morfológicos (Figura 14). A classificação proposta é composta por seis estágios morfodinâmicos, dois deles são extremos (refletivo e dissipativo) e outros quatro intermediários (Figura 14). As praias de estágio refletivo apresentam gradiente acentuado (perfis mais íngremes), areias predominantemente grossas, ondas cuja arrebentação tende a ocorrer junto à frente de praia, cúspides de praia rítmicos e expressivos e correntes de retorno vigorosas. Já as praias de estágio dissipativo, apresentam gradientes pouco acentuados (perfis menos íngremes), predominância de areias finas e zona de surf bem desenvolvida, com mais de uma linha de arrebentação, ocasionalmente associada à existência de barras arenosas submersas paralelas à linha de costa, que contribuem para a dissipação da energia das ondas incidentes.
Os quatro estágios intermediários propostos por Wright & Short (1984) são: “longshore bar-trough”; “rhythmic bar and beach”; “transverse bar and rip”; “ridgerunnel or low tide terrace”. As praias que mostram um comportamento distinto dos dois extremos (dissipativo e refletivo) são classificadas como pertencentes a algum estágio intermediário. Praias em estágio intermediário geralmente apresentam um maior grau de mobilidade decorrente das condições de ondas altamente variáveis, tendendo a se alternar entre os vários estágios intermediários. Em geral, os estágios intermediários apresentam uma maior complexidade morfológica e hidrodinâmica (WRIGHT & SHORT, 1979; WRIGHT & SHORT, 1984; SILVA, 2006).
Alterações morfológicas ocorrem no perfil de praia como consequência das variações sazonais na energia das ondas incidentes. Dessa maneira, uma fase de alargamento e/ou acréscimo da praia é geralmente observada, principalmente no verão, como resultado da deposição de sedimentos na parte emersa da praia, formando um perfil mais largo e típico de verão (Figura 15). Um estreitamento ocorre em virtude da influência das ondas de tempestades, principalmente no inverno (Figura 15), retirando sedimentos da parte emersa da praia depositando-os na parte submersa, (BASCOM, 1964; KOMAR, 1976; FRIEDMAM &
SANDERS, 1978; DAVIS, 1985; CARTER, 1988; SILVA, 2006; SILVA et al., 2004).
Figura 14 - Classificação morfológica de praias: refletiva, dissipativa e estágios intermediários
Fonte: WRIGHT & SHORT, 1984; apud SILVA, 2006.
Figura 15 - Perfis topográficos de praia: verão e inverno
