UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ
CHARLINE DALINGHAUS
ANÁLISE DA VARIAÇÃO DE LINHA DE COSTA, PERFIL PRAIAL E
SEDIMENTOLOGIA DA ENSEADA DE ARMAÇÃO DO ITAPOCORÓI, PENHA – SC
Itajaí 2012
CHARLINE DALINGHAUS
ANÁLISE DA VARIAÇÃO DE LINHA DE COSTA, PERFIL PRAIAL E
SEDIMENTOLOGIA DA ENSEADA DE ARMAÇÃO DO ITAPOCORÓI, PENHA – SC
Monografia apresentada como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Oceanografia pela Universidade do Vale de Itajaí, Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar - CTTMar.
Orientador: Prof. MSc. Rafael SangoiAraujo
Itajaí 2012
À minha mãe Clarice, quem tornou tudo possível.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, pela oportunidade de estar aqui hoje e por conseguir encerrar feliz, mais uma etapa da minha vida.
À minha mãe Clarice, pelo amor e apoio, por ter sido mãe e pai, por não me deixar faltar nada e por contribuir na realização de todos os meus sonhos.
Ao meu pai João (in memoriam), que apesar do pouco tempo de convivência em terra, tenho certeza que sempre esteve do meu lado em espírito, me guiando por todos os dias.
Aos meus irmãos Cristian e Caroline, pela parceria, pelos conselhos e pelas intermináveis conversas ao telefone, pois mesmo a distância não separa amor de irmão.
Ao restante da minha família, madrinha, padrinho, tios e primos, os momentos ao lado de vocês sempre são inesquecíveis e muito bem aproveitados.
Ao meu orientador Prof. Rafael Sangoi, pela paciência de me orientar nas milhares de dúvidas que surgiram no decorrer do caminho e pelo incentivo nos momentos difíceis.
Aos Profs. João Thadeu, Maria Inês e José Gustavo por sempre estarem presentes e dispostos a ajudar, principalmente nos momentos de desespero.
Ao Prof. Ewerton por me abrir as portas da vida científica e, sobretudo pela amizade estendida de debaixo da água para a vida.
Ao Marquinhos e Seu Gentil pela disposição em campo e em laboratório, fazendo o trabalho difícil se tornar bem mais fácil.
Ao pessoal que participou dos campos pela ajuda, principalmente ao Raul, que segurou as pontas quando eu mais precisava.
Ao pessoal do LOG e antigas do Geoprocessamento, Diego, Carolzinha, Japa, Maria Olívia, Paula G, Paula N, Priscila, Pati,Bruna e aos tantos outros amigos de faculdade que fizeram a minha vida muito mais divertida nesses 6 anos de Oceano.
Às meninas de Itapiranga, as quais são de sempre e para sempre, principalmente à Luiza, Luana, Helen e Jana, por ouvirem minhas alegrias e minhas tristezas mesmo a quilômetros de distância.
E por fim, às amigas de mar, de aula, de sufoco e de alegrias, às de todos os momentos da facul, à Camila, Marcela,Marina e Luanna, sem vocês a faculdade não teria sido nada. Obrigada pela parceria e pela amizade mais incondicional que eu conheço.
“O mar não é um obstáculo: é o caminho!” Amyr Klink
RESUMO
Variações naturais do nível do mar e da linha de costa, mudanças climáticas e ações antrópicas fazem do ambiente praial um local dinâmico. O entendimento geológico e dos processos costeiros que ocorrem nas praias em escala global é, portanto, cada vez mais necessário. Diante disso, este trabalho tem por objetivo descrever a morfologia praial, a sedimentologia, assim como analisar a variação da linha de costa nas praias da enseada de Armação do Itapocorói. Para tal, foram necessárias análises de 30 amostras de sedimento, em uma campanha, no pós-praia, praia média e face da praia que foram comparadas com amostras coletadas anteriormente. Análises da variação da linha de costa de fotografias aéreas dos anos de 1938, 1957, 1978 e 1995 e imagens de satélite de 2005 e 2011 através da utilização do software ArcGIS® 10 e do uso da ferramenta computacional DSAS 4.3. Também a realização de 10 perfis praias ao longo da enseada, num total de 6 campanhas, com auxílio de uma Estação Total e um prisma óptico. A partir dos resultados gerados pôde-se então descrever a evolução morfodinâmica da mesmaao longo do tempo e do espaço, onde tanto em macro como em mesoescala a enseada se mostrou estável, apresentando, juntamente com os resultados de sedimentologia, processos deritmicidade eciclicidade dos dados. Ainda os dados mostraram um mesmo padrão de variação, aumentando o volume, a largura e o tamanho de grão da praia de sudeste para noroeste, seguindo a tendência de maior exposição ao regime energético de ondas. Com base nesses resultados e nesse sentido de evolução, a enseada foi classificada variando de praia moderadamente côncava, para côncava e novamente moderadamente côncava.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Localização da área de estudo. ... 15
Figura 2 - Exemplo do georreferenciamento na Praia da Bacia da Vovó, 1957. Em destaque o EQM referente à imagem e os pontos de controle... 22
Figura 3 - Exemplo de extração de linha de costa da imagem de 2005 utilizando a linha da interface vegetação / praia como indicador. ... 23
Figura 4 - Setores da área de estudo com um total de 72 transectos perpendiculares à costa, dispostos de Sudeste para Noroeste. ... 24
Figura 5 - Variação da linha de costa no Setor I da enseada de Armação do Itapocorói. Valores positivos indicam progradação, valores negativos indicam retração. ... 26
Figura 6 - Transectos referentes ao Setor I, gerados a partir do DSAS para a análise da variação da linha de costa da enseada de Armação do Itapocorói em sua porção abrigada. .... 27
Figura 7 - Variação da linha de costa no Setor II da enseada de Armação do Itapocorói. Valores positivos indicam progradação, valores negativos indicam retração. ... 28
Figura 8 - Diferenças nas fotografias aéreas de acordo com os anos ... 29
Figura 9 - Transectos referentes ao Setor II, gerados a partir do DSAS para a análise da variação da linha de costa da enseada de Armação do Itapocorói em sua porção exposta. ... 30
Figura 10 - Variação da linha de costa no Setor III da enseada de Armação do Itapocorói. Valores positivos indicam progradação, valores negativos indicam retração. ... 31
Figura 11 - Transectos referentes ao Setor III, gerados a partir do DSAS para a análise da variação da linha de costa da enseada de Armação do Itapocorói (Bacia da Vovó). ... 33
Figura 12 - Taxas anuais de variação de linha de costa na enseada de Armação do Itapocorói. ... 33
Figura 13 - Localização dos pontos de coletas de sedimento. ... 40
Figura 14 - Coleta e etiquetagem das amostras de sedimento. ... 41
Figura 15 - Equipamentos de peneiramento mecânico e conjunto de peneiras utilizadas para determinação das frações granulométricas. ... 42
Figura 16 - Diâmetro médio de grão na Face da Praia. ... 43
Figura 17 - Diâmetro médio de grão na Praia Média. ... 45
Figura 18 - Diâmetro médio de grão no Pós-Praia. ... 46
Figura 19 - Porcentagem da granulometria encontrada na enseada para cada zonação morfológica analisada. ... 46
Figura 20 - Distribuição do tamanho médio de grão (mm) na face praial para os pontos
amostrados nos levantamentos mais recentes. ... 48
Figura 21 - Distribuição do tamanho médio de grão (mm) no pós-praia para os pontos amostrados nos levantamentos mais recentes. ... 49
Figura 22 - Distribuição do tamanho médio de grão (mm) na praia média para os pontos amostrados nos levantamentos mais recentes. ... 51
Figura 23 - Escala temporal da morfodinâmica praial (Modificado de Cowell & Thom (1994) apud Eberhardt (2006)). ... 53
Figura 24 - Zonação morfológica e hidrodinâmica de uma praia arenosa oceânica (HOEFEL, 1998). ... 54
Figura 25 - Componentes primárias envolvidas em morfodinâmica costeira. A retroalimentação entre morfologia e movimento do fluido é responsável pela complexidade fundamental na evolução costeira (Modificado de Cowell & Thom (1994) apud Franco (2011)). ... 55
Figura 26 - Perfis das praias estudadas por Hegge et al. (1996) (Modificado de Hegge et al. (1996)). ... 57
Figura 27 - Localização dos perfis topográficos na enseada de Armação do Itapocorói. ... 59
Figura 28 - A: Posicionamento da base fixa do DGPS/RTK para obtenção das coordenadas do marco inserido na calçada da Bacia da Vovó. B - Posicionamento da base móvel do DGPS/RTK para obtenção de novas coordenadas para posterior realização de perfis topográficos. ... 60
Figura 29 - Detalhe dos marcos de prego de aço (A) e de estacas madeira (B). ... 61
Figura 30 - Metodologia utilizada para a obtenção da posição da estação total. Sua posição é calculada a partir da distância e ângulo de dois pontos conhecidos (RNs). ... 62
Figura 31 - Posição dos perfis com as balizas (A), da estação total (B) e do prisma óptico (C). Detalhe da estação total (D). ... 63
Figura 32 - Desenho esquemático do perfil praial e da área de cálculo do volume subaéreo. . 64
Figura 33 - Desenho esquemático do cálculo da declividade. ... 65
Figura 34 - Características morfológicas no setor I. ... 66
Figura 35 - Ponto 1 onde há pressão antrópica sobre o ambiente. ... 67
Figura 36 - Características morfológicas no setor II. ... 68
Figura 37 - Características morfológicas no setor III. ... 70
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Relação dos erros (EQM) utilizados como referência para cada mosaico e
respectivos EQM 95%. ... 23
Tabela 2: Classificação do tamanho de grão do sedimento em mm e φ (KRUMBEIN, 1934; WENTWORTH, 1922). ... 36
Tabela 3: Limites de classificação para grau de selecionamento. (FOLK & WARD, 1957). .. 37
Tabela 4: Limites de classificação para grau de assimetria (FOLK & WARD, 1957). ... 38
Tabela 5: Limites de classificação para grau de curtose (FOLK & WARD, 1957). ... 39
Tabela 6: Medidas estatísticas para sedimentologia na face da praia. ... 43
Tabela 7: Medidas estatísticas para sedimentologia no pós-praia. ... 44
Tabela 8: Medidas estatísticas para sedimentologia na praia média. ... 45
Tabela 9: Comparação do diâmetro médio de grão na face praial para a enseada nos nove pontos coincidentes entre os três levantamentos analisados na região do espraiamento. ... 47
Tabela 10: Comparação do diâmetro médio de grão para a enseada nos nove pontos coincidentes entre os três levantamentos analisados na região do pós-praia. ... 48
Tabela 11: Comparação do diâmetro médio de grão para a enseada nos nove pontos coincidentes entre os três levantamentos analisados na região da praia média. ... 50
Tabela 12: Valores de média do tamanho médio de grão em φ e em mm e média do desvio padrão médio para o levantamento BB (MIOT, 1999). ... 51
Tabela 13 - Variação do volume e da largura dos perfis no setor I. ... 67
Tabela 14 - Variação do volume e da largura dos perfis no setor II... 69
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 12 2 OBJETIVOS ... 14 2.1 OBJETIVO GERAL ... 14 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 14 3 ÁREA DE ESTUDO ... 15
3.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ... 16
3.1.1 GEOLOGIA E GEOMORFOLOGIA ... 16
3.1.2 CLIMA, ONDAS E MARÉ ... 17
4 VARIAÇÃO DA LINHA DE COSTA ... 19
4.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 19
4.1.1 SENSORIAMENTO REMOTO (FOTOGRAFIAS AÉREAS E IMAGENS DE SATÉLITES) ... 19
4.1.2 DETECÇÃO DA LINHA DE COSTA ... 20
4.2 METODOLOGIA ... 21
4.2.1 GEORREFERENCIAMENTO E CONSTRUÇÃO DOS MOSAICOS ... 21
4.2.2 ERROS INERENTES AO PROCESSO FOTOGRAMÉTRICO ... 21
4.2.3 EXTRAÇÃO DA LINHA DE COSTA ... 23
4.2.4 ANÁLISE DA VARIAÇÃO DA LINHA DE COSTA ... 24
4.3 RESULTADOS ... 25 4.3.1 SETOR I ... 25 4.3.2 SETOR II... 28 4.3.3 SETOR III ... 31 5.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 34 5.1.1 ANÁLISE GRANULOMÉTRICA ... 35 5.1.2 ANÁLISE ESTATÍSTICA ... 35 5.2 METODOLOGIA ... 39
5.2.1 AMOSTRAGEM ... 39
5.2.2 PROCESSAMENTO DAS AMOSTRAS ... 41
5.3 RESULTADOS ... 42
5.3.1 VARIAÇÃO SEDIMENTAR AO LONGO DO TEMPO ... 46
6 PERFIL PRAIAL ... 52
6.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 52
6.1.1 ZONAÇÃO HIDRODINÂMICA E MORFOLÓGICA ... 53
6.1.2 MORFODINÂMICA ... 55
6.1.3 MONITORAMENTO DO PERFIL PRAIAL... 58
6.2 METODOLOGIA ... 58
6.2.1 DETERMINAÇÃO DOS LOCAIS DE AMOSTRAGEM E INSTALAÇÃO DOS MARCOS DE REFERÊNCIA ... 59
6.2.2 DADOS TOPOGRÁFICOS ... 61
6.2.3 CÁLCULO DAS VARIÁVEIS MORFOLÓGICAS ... 63
6.3 RESULTADOS ... 65 6.3.1 MORFOLOGIA ... 65 6.3.2 MORFODINÂMICA ... 72 7 DISCUSSÕES ... 74 8 CONCLUSÕES ... 77 9 RECOMENDAÇÕES ... 78 10 REFERÊNCIAS ... 79
1INTRODUÇÃO
As linhas de costa em todo o mundo estão em movimento, tanto em direção a terra quanto em direção ao mar. Estas alterações se dão por complexos processos envolvendo fatores locais, regionais e globais (CAMFIELD &MORANG, 1996).
Mais recentemente o ambiente costeiro tem sido intensamente ocupado nas mais variadas regiões do mundo. De acordo com Camfield&Morang (op. cit.) o aumento do desenvolvimento na zona costeira leva a conflitos entre o homem e a natureza, os quais podem modificar o local. A demanda pelo uso e subsequentemente a pressão por desenvolvimento tornam as zonas costeiras lugares de alto valor econômico. Requerem assim, estudos sobre a posição da linha de costa e a morfodinâmica do local para que haja um equilíbrio entre o desenvolvimento e possíveis riscos costeiros.
Segundo Hoefel (1998) o termo praia é definido como sendo um depósito sedimentar não-coesivo e inconsolidado, geralmente arenoso (0,062 a 2mm) sobre a costa, primariamente dominado por ondas, tendo como limite interno os níveis máximos de ação de ondas de tempestade (limite de vegetação permanente), pelo início da ocorrência de dunas fixas, ou ainda por alguma alteração fisiográfica brusca; e como limite externo a profundidade de fechamento interna ou então o início da zona de arrebentação quando da determinação visual e instantânea deste limite. Sabe-se também que o ambiente praial está mudando em diferentes escalas de tempo: instantaneamente, diariamente, sazonalmente, com o passar de décadas e até com o passar de séculos, devendo-se isso às mudanças climáticas, variações do nível do mar, movimentos naturais da linha de costa e ações antrópicas (CAMFIELD & MORANG, op.cit.).
A morfologia de uma praia reflete a composição do seu sedimento (e.g. tamanho de grão e desvio padrão) e os processos físicos atuantes, tais como ondas,correntes e transporte de sedimentos (KOMAR, 1983).Tipos e tamanhos de sedimentos ao longo da costa e seu padrão de distribuição variam ao redor do mundo, sendo assim amplamente estudados por fornecerem importantes informações sobre os principais processos costeiros atuantes no sistema praial. Komar (1977) e Short &Ni (1997) sugerem que o padrão de distribuição dos sedimentos nas praias depende da história geológica da região (fonte de sedimentos), sendo a ação das ondas e marés consideradas fatores secundários, apesar de serem estes que retrabalham e selecionam os sedimentos praiais.
Por serem ambientes altamente dinâmicos, as praias estão constantemente sofrendo alterações morfológicas resultantes de variações no regime energético incidente (clima de ondas) e desequilíbrios no suprimento sedimentar local (KLEIN, 2004; SHORT, 1999). O conhecimento quantitativo da variação dos ambientes praiaisé, portanto essencial para a maioria dos aspectos de planejamento e elaboração de projetos na zona costeira. Cientistas, engenheiros e planejadores há muito reconheceram a utilidade do mapeamento de posições de linha de costa para fazer estimativas de erosão e acresção da mesma (ANDERS & BYRNES, 1991).
Intervenções humanas mal planejadas podem acarretar prejuízos ao ambiente e à sociedade. Em função de processos erosivos, devidos principalmente à ocupação desordenada da população, muitas praias estão sendo estudadas, entre elas, a enseada do Itapocorói, a qual engloba as praias de Piçarras, Alegre e Itajuba (ARAUJO et al., 2010; FREITAS et al., 2010; KLEIN et al., 2006). Assim sendo, estudos de variações de linha de costa e morfologia praial em praias e enseadas adjacentes, como na enseada de Armação do Itapocorói no município de Penha, são importantes para o entendimento da dinâmica e processos costeiros e fundamentais para o contexto entre enseadas e/ou equivalência de processos erosivos e deposicionais.
2OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GERAL
Descrever a sedimentologia, a morfologia praial e analisar a variação de linha de costa nas praias da enseada de Armação do Itapocorói, Penha - Santa Catarina.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Analisar a variação histórica da linha de costa a partir de levantamentos aerofotográficos;
Definir a morfologia do perfil praial na enseada a partir de levantamentos topográficos;
Analisar a variação sedimentológica da região através de comparação de dados dos anos entre 1994 e 1996, 2009, 2010 e 2011.
3ÁREA DE ESTUDO
A enseada de Armação do Itapocorói se localiza no Município de Penha, litoral centro – norte do Estado de Santa Catarina, nas coordenadas 26º 46’ S e 48° 38’ W. É considerado um importante centro econômico pelo seu turismo, pesca e maricultura, visto que é um dos mais importantes produtores de mariscos do Estado. A enseada possui cerca de 6 km de extensão, compreendendo as praias Bacia da Vovó, Saudades, Lola, Quilombo, Armação, Fortaleza, Manguinho, Cancela, Trapiche e Paciência, sendo delimitada anoroeste pela Ponta da Penha e a sudeste pela Ponta da Vigia (Figura 1).
3.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
3.1.1 GEOLOGIA E GEOMORFOLOGIA
Província costeira é uma região onde dominam terrenos de baixa altitude (até 50-60m) e baixa profundidade (até 150-200m), adjacente aos continentes e oceanos e composta de sedimentos consolidados a semi-consolidados e secundariamente de rochas cristalinas e sedimentares (HORN FILHO, 2003). Segundo o mesmo autor a província costeira de Santa Catarina é constituída por embasamento cristalino e pelas bacias sedimentares marginais de Pelotas e Santos, estando localizada ao sul de Florianópolis a bacia de Pelotas e ao norte a bacia de Santos. O município de Penha, portanto é localizado na bacia de Santos, a qual é preenchida por sedimentos clásticos continentais, transicionais e marinhos.
Sedimentos como areias, siltes e argilas inconsolidadas associados às transgressões e regressões do nível relativo do mar são características de ambas as bacias, sendo o período Quaternário o que mais se assemelha à tendência de variação do nível do mar para a região, importante na evolução das planícies costeiras (BORGES, 2006;TESSLER & GOYA, 2005).As bacias de Pelotas e Santos são entãosubdivididas em dois setores limitados pela praia: o setor submerso, representado pela plataforma continental, e o setor emerso, que representa a planície costeira (HORN FILHO, op. cit.).
A planície costeira inserida na província costeira de Santa Catarina abrange depósitos característicos de dois sistemas deposicionais: sistema continental e sistema transicional ou costeiro. O sistema costeiro, associado ao Quaternário, compreende depósitos pleistocênicos e holocênicos dos ambientes marinho raso, eólico, lagunar e paludial, cujas principais formas de relevo são terraços, dunas, cordões regressivos e planícies. A plataforma (antiga planície costeira) externa era, portanto influenciada pela dinâmica costeira que depositou sedimentos arenosos praiais nesta região (HORN FILHO, op. cit.; TESSLER & GOYA, op. cit.).
Também, as rochas do embasamento desempenham um papel importante na formação anterior e atual dos depósitos costeiros na forma de praias de terraços marinhos e lagunares, e de dunas de areia regressiva, devido à sua posição geográfica onde as quais devido aos efeitos de longo prazo relacionados ao clima e de processos erosivos, o material sedimentar é produzido durante um longo período, sendo assim retrabalhados em condições pluviais, fluviais, marinhas, lagunares e eólicas (HORN FILHO & DIEHL, 2006).
Por fim, a morfologia da região se caracteriza pela formação de baías e enseadas, resultado da intercalação de praias e costões rochosos originados de projeções menores que
fazem parte do embasamento cristalino do extremo sul da província geomorfológica da Serra do Mar que vai em direção ao mar (BORGES, 2006; MARENZI, 1992).
3.1.2 CLIMA, ONDAS E MARÉ
O Estado de Santa Catarina é uma região de clima mesotérmico subtropical, sendo dominado por três grandes sistemas de alta pressão: os anti-ciclones Atlântico, Pacífico e Polar. Durante o inverno o sistema é caracterizado por massas de ar polares procedentes do continente antártico, estando essa região sujeita a mudanças bruscas de temperatura nas diferentes estações do ano. (ARAÚJO et al, 2006; GAPLAN, 1986).
Já de acordo com Araújo et al (op. cit.) a região da Penhaapresenta um clima classificado como mesotérmico úmido, com precipitação bem distribuída o ano todo, com temperatura no verão atingindo a máxima de 36ºC e no inverno a mínima de 2˚C, precipitação anual média de cerca de 1.500 mm e umidade relativa do ar em 85 % ou mais.
O clima de ventos dessa região é controlado pelo sistema de alta pressão do Atlântico Sul, gerando o padrão predominante de ventos oriundos de nordeste durante a maior parte do ano, sendo a velocidade média do vento por volta de 50km/h(ARAÚJO et al., op. cit.). Caracterizado por Abreuet al. (2006)como um ambiente marinho semi-fechado delimitado por dois promontórios, estes, juntamente com a Ilha Feia protegem a enseada dos ventos provenientes de sul, sudeste e nordeste, sofrendo apenas influência significativa do vento leste.
Araujoet al. (2003) analisando os dados de altura significativa e direção de onda em um ano de coleta de um ondógrafo fundeado a 35 km da Ilha de Santa Catarina numa profundidade de 80metros descreveram a ocorrência de um espectro bi-modal com ondas do tipo vagas provenientes de leste com período de 8 segundos e altura média significativa de 1,25 metros e ondas do tipo swellprovenientes de sulcom período de 12 segundos, aumentando a altura de onda do verão para o inverno, variando de 1,25 a 2 metros.Schettiniet al. (1999) confirmam que ondas provenientes de nordeste possuem alturas modestas e períodos de até 8 segundos e ondas oriundas de sul originadas em tempestades de altas latitudes apresentam alturas maiores com períodos de até 16 segundos. Por ser uma enseada protegida as ondas de sul sofrem processos de refração e difração diminuindo assim a sua energia, porém as ondas de leste (lestadas) incidem mais diretamente, sendo este o sistema mais energético que atua na dinâmica sedimentar da enseada.
Santa Catarina possui um regime de micro – maré mista, com predominância semi-diurna, tendo uma altura média de 0,8 metros com máximas de 1,2 metros e mínimas de 0,3 metros nas marés de sizígia e quadratura respectivamente, podendo alcançar até 1 metro acima do nível previsto em condições de marés meteorológicas. (SCHETTINI et al., 1999;TRUCOLLO, 1998, 2006).
4VARIAÇÃO DA LINHA DE COSTA
4.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A linha de costa pode ser definida como uma linha representando a interface física onde a terra e a água se encontram em um instante de tempo (PAJAK & LEATHERMAN, 2002). Ela pode variar constantemente, de curtas a longas escalas de tempo (e.g., ressacas, ciclos de marés, eventos em escalas de tempo de engenharia, fazendo com que a linha de costa varie em horas, dias ou anos, respectivamente) por causa da dinâmica dos sedimentos e da dinâmica natural do mar ao longo da costa. Portanto, a linha de costa pode ser considerada como uma linha móvel e, a escala de tempo a ser analisada dependerá do contexto do estudo (BOAK & TURNER, 2005).
A posição da linha de costa em qualquer ponto do espaço e tempo se dá em função da interação de cinco fatores: ondas e correntes, variação do nível do mar, disponibilidade de sedimentos, morfologia e geologia costeira e intervenção humana (ANDERS & BYRNES, 1991). Sua posição na face praial é, portanto, altamente variável porque os níveis de água mudam por causa de ondas e marés (DOLAN et al., 1980)
Muitos métodos podem ser utilizados para determinar variações de linha de costa. A escolha de um método específico depende da escala de análise temporal e espacial e da viabilidade dos dados (LÉLIS & CALLIARI, 2006), podendo este ser limitado ou até inexistente. Assim sendo, quando há disponibilidade, a fotografia aérea (juntamente com a imagem de satélite) é o recurso mais comumente utilizado (BOAK & TURNER, op. cit.), pois não requer um longo tempo de pesquisa de campo ou equipamentos caros para a coleta dos dados.
Por causa da dinâmica natural costeira são utilizados indicadores, os quais representam a posição real da linha de costa. (BOAK & TURNER, op. cit.). Muitas feições físicas podem ser utilizadas como indicadores, incluindo a interface areia seca/molhada, a linha de preamar, linha da vegetação, entre outros.
4.1.1 SENSORIAMENTO REMOTO (FOTOGRAFIAS AÉREAS E IMAGENS DE SATÉLITES)
Segundo Dolanet al. (1980) fotografias aéreas tiradas com câmeras de mapeamento de alta resolução que apresentam um bom detalhamento não são equivalentes a mapas. Variações
nas escalas podem ocorrer por quatro motivos: (1) diferenças causadas por mudanças na altitude da plataforma da câmera; (2) variações por causa da inclinação da câmera; (3) variações de escala por causa da distância do centro da imagem; (4) distorções devido às variações de relevo da superfície fotografada (ANDERS & BYRNES, 1991; DOLAN et al, 1980). Fotografias aéreas, que estão distorcidas, devem então ser corrigidas antes de serem usadas para determinar uma linha de costa (ANDERS & BYRNES, op. cit.)
Quantificar os erros de medição é provavelmente o passo mais crítico e difícil em qualquer medida da variação da posição temporal de larga escala. Dolanet al. (op. cit.), descreveram que cálculos baseados em fotografias aéreas, além de estarem sujeitos a uma variedade de erros de medições, refletem apenas a posição da linha de costa no momento da fotografia. Isso porque estas podem variar em diferentes escalas de tempo em resposta a variações sazonais e variações induzidas por tempestades nos processos costeiros.
Nesse mesmo contexto satélites que capturam imagens são amplamente utilizados para aquisição de dados com ampla cobertura espacial e alta resolução (MOORE, 2000).
Durante as últimas décadas, uma série de satélites e técnicas de sensoriamento remoto terrestres tem se tornado mais disponível à engenharia costeira. Dependendo da plataforma específica que é utilizada, linhas de costa derivadas desta podem ser baseadas no uso de recursos costeiros discerníveis visualmente, análise de processamento de imagem digital ou um ponto de referência específico na maré (BOAK & TURNER, op. cit.).
Ainda nesses últimos anos com o grande avanço da tecnologia de informação, foram desenvolvidos pacotes de softwares que facilitaram a extração de dados referentes à posição da linha de costa, como o Digital ShorelineAnalysis System (DSAS) que calcula a variação espaço-temporal da linha de costa. Desta forma desenvolveu-se um meio de analisar e quantificar se está havendo erosão, progradação ou então estabilidade da mesma no local de estudo (THIELER et al., 2009).
4.1.2 DETECÇÃO DA LINHA DE COSTA
Na detecção da linha de costa devem-se levar em conta dois fatores: (1) um indicador, que irá servir como uma melhor aproximação da linha de costa e; (2) este ser detectado na fonte de dados (e.g. fotografias e mapas). Tanto a seleção do indicador quanto e detecção do mesmo são possíveis fontes de erros na estimativa de variação de linhas de costa, por isso devem ser levados em consideração (STOCKDON et al., 2002).
A técnica mais comum na detecção de um indicador é baseada na interpretação visual / manual, sendo este tem uma feição facilmente visível em todosos registros a serem estudados.
4.2 METODOLOGIA
Para a análise da variação da posição da linha de costa foram adquiridas fotografias aéreas da região dos anos de 1938, 1957 e 1978 no setor de Estatística, Geografia e Cartografia da Secretaria do Estado de Planejamento do Governo de Santa Catarina (SEP), do ano de 1995 do Laboratório de Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto da Universidade do Vale do Itajaí (UNIVALI), além de imagens do sensor orbital QuickBird do ano de 2005 e 2011 disponíveis online no software Google Earth®, incluindo assim o comportamento migratório recente da linha de costa.
4.2.1 GEORREFERENCIAMENTO E CONSTRUÇÃO DOS MOSAICOS
As imagens foramgeorreferenciadas, método que consiste em relacionar as coordenadas da imagem com as coordenadas reais do local através de uma base cartográfica em meio digital, que serve para fixação dos pontos de controle (PC). Estes correspondem aos locais que podem ser satisfatoriamente identificados tanto na base cartográfica como na fotografia/imagem de satélite (ARAUJO et al., 2009).
Para realização desta etapa foi utilizado o Sistema de Informação Geográfica ArcGIS® 10, a partir da base de dados da Secretaria do Patrimônio da União (SPU) com escala de 1:2.000 do litoral do Estado de Santa Catarina. Apenas a imagem de 1938 foi georreferenciada a partir da fotografia já georreferenciada de 1957. Isso porque não havia pontos comuns suficientes com a base para o georreferenciamento.
Para cada imagem foi utilizado no mínimo 20 PCs, distribuídos ao longo de toda área de estudo, com maior ocorrência próxima à linha de costa. Como referência para a demarcação dos pontos de controle, utilizou-se cruzamentos de ruas e avenidas, e obras de engenharia (casas).
As imagens foram, portanto georreferenciadas e retificadas para construção de mosaicos para visualização integral da enseada e posterior extração da linha de costa. Segundo Anders &Byrnes (1991) as fotografia aéreas devem ser retificadas para eliminar ou minimizar o efeito de distorções presentes no processo fotográfico.
O georreferenciamento da imagem gera um erro quadrático médio (EQMou Total RMS Error), proposto pelo Comitê Norte-Americano de Padronização de Dados Geográficos, o qual é calculado automaticamente pelo sistema de informação geográfica através da (Equação 1):
𝐸𝑄𝑀 = (𝑋𝐹𝑜𝑡𝑜 − 𝑋𝐵𝑎𝑠𝑒)2+ (𝑌𝐹𝑜𝑡𝑜 − 𝑌𝐵𝑎𝑠𝑒)2
(Equação 1)
a partir de no mínimo, 20 PCs (Figura 2) distribuídos sobre a área de interesse. Este erro é correspondente à média geométrica dos erros para cada ponto de controle utilizado para tal, o qual é multiplicado por uma constante tabelada, de valor 1,7308, a fim de se obter um nível de confiança de 95% em relação à posição verdadeira dos pontos na base cartográfica. No caso das fotografias de 1938 o erro obtido foi somado com o erro de 1957, dando assim confiabilidade nos dados, lembrando que a imagem de 1938 foi georreferenciada a partir da de 1957.
Figura 2 - Exemplo do georreferenciamento na Praia da Bacia da Vovó, 1957. Em destaque o EQM referente à imagem e os pontos de controle.
Após a construção dos mosaicos, foi considerado o erro referente à fotografia que teve o maior EQM de todas as fotografias georreferenciadas do ano. Este foi então corrigido, atingindo 95% de confiança de posicionamento espacial do mosaico, a fim de garantir que
apenas erros superiores a esse fossem avaliados. Os erros encontrados para cada ano e suas confiabilidades são apresentados naTabela 1.
Tabela 1: Relação dos erros (EQM) utilizados como referência para cada mosaico e respectivos EQM 95%.
Ano Maior EQM encontrado
no mosaico (m) EQM 95% (m) 1938 2,74 4,73 1957 1,21 2,10 1978 1,41 2,43 1995 0,84 1,46 2005 0,89 1,54 2011 1,21 2,10
4.2.3 EXTRAÇÃO DA LINHA DE COSTA
O indicador ideal para a extração da linha de costa é aquele que apresenta melhor visualização em campo, em fotografias e imagens aéreas, devendo estar presente em todas as séries temporais já que o presente trabalho utiliza comparação em escala temporal (BOAK & TURNER, 2005).
A extração da linha de costa se deu através do uso do indicador melhor visualizado e constante nas imagens, a linha da interface vegetação / praia, sendo esta padronizada para todos os levantamentos (Figura 3).
Figura 3 - Exemplo de extração de linha de costa da imagem de 2005 utilizando a linha da interface vegetação / praia como indicador.
4.2.4 ANÁLISE DA VARIAÇÃO DA LINHA DE COSTA
O cálculo das taxas de variação de linha de costa se deu por meio do uso da ferramenta computacional DSAS 4.3 proposto por Thieleret al. (2009) que utiliza o método EPR (End Point Rate), o qual consiste na geração de perfis transversais (transectos) ortogonais à linha de costa com espaçamentos pré-definidos entre si, que abrangem as linhas de costa de duas datas de interesse, e na divisão da distância entre essas linhas pelo tempo decorrido entre elas, obtendo-se como resultado a taxa anual de migração em metros.
A enseada de Armação do Itapocorói foi dividida em 72 transectos, com espaçamento de 100 m entre si, distribuídos de sudeste a noroeste, e a partir destes, foi calculada a taxa de variação da linha de costa para cada perfil. Para melhor visualização e análise da área de estudo, esta foi dividida em 3 setores (Figura 4). Setor I que vai do transecto1 ao 34, correspondente à parte abrigada da enseada; setor II, transectos 35 ao 62, correspondente à parte exposta da enseada; e setor III que vai do transecto 63 ao 72 o qual corresponde à Bacia da Vovó. Foram excluídos das análises os transectos 9, 10 e 63 por se encontrarem em costões rochosos e /ou construções sobre a praia.
Figura 4 - Setores da área de estudo com um total de 72 transectos perpendiculares à costa, dispostos de Sudeste para Noroeste.
Foi utilizado ainda a definição empregada por Ferreira et al. (2006) que em um estudo sobre a variação da linha de costa num sistema ilha – barreira em Algarve, Portugal, enquadraram a taxa da variação da linha de costa em três possíveis situações: (1) erosão (a taxa da variação da linha de costa é negativa, ou seja, está em processo de retração), (2) estabilidade dinâmica (a taxa da variação da linha de costa é próximo de zero ou zero, a linha de costa não migra) e (3) progradação (a taxa da variação da linha de costa é positiva, ou seja, está sofrendo progradação).
4.3 RESULTADOS
A variação da linha de costa está representada na forma de gráficos, mostrando a variação total em metros (progradação ou retração) ao longo do período analisado, para cada setor individualmente.
4.3.1 SETOR I
Os gráficos da Figura 5apresentam os resultados da variação da linha de costa para o Setor I da enseada de Armação do Itapocorói entre os anos de 1938 a 2011.
1938 – 1957
Há uma dominância do processo de retração, porém em poucos transectos este valor é significativo, ou seja, acima do EQM 95% dos anos comparados, que neste caso é de 4,73 metros. O transecto 21 é o que apresentou o maior valor de retração, 13,04 metros, estando localizados os outros com taxa de retração também nessa região.
1957 – 1978
A enseada apresenta novamente um maior processo de retração, porém os valores significativos (acima de 2,73 m) ocorrem agora em pontos alternados com o dos anos de 1938 a 1957. Portanto apesar de haver retração, a enseada apresenta um perfil de alternância, ou seja, a taxa de maior retração na análise de 1938 a 1957, nesta análise é a menor, e vice – versa
1978 – 1995
A enseada apresenta neste momento maior ocorrência de progradação, principalmente entre os transectos 12 e 22, mas sendo o máximo de 17 metros no transecto6. Há ainda a
evidência de ritmicidade (alternância) em relação aos períodos anteriores, pois a progradação ocorre principalmente nos pontos onde de 1957 a 1978 estes sofreram processo de retração.
Figura 5 - Variação da linha de costa no Setor I da enseada de Armação do Itapocorói. Valores positivos indicam progradação, valores negativos indicam retração.
1995 – 2005
As taxas de variação se apresentam quase todas um pouco acima do erro, havendo maior progradação no início e no fim dostransectos analisados. Possui dois picos de progradação, no transecto3 e 32, de 11,68 e 14,07 metros respectivamente.
2005 – 2011
A posição da linha de costa se encontra bastante estável intercalando dois pontos de retração, transectos7 e 11, com dois pontos de progradação, transectos 16 e 31.
1938 – 2011
Em geral a enseada, neste setor, se encontra em estabilidade dinâmica, havendo apenas um pico de progradação no transecto6, este atingindo 22 metros, e uma região sofrendo retração, com seu maior valor apresentado no transecto 25, de -18 metros, sendo o erro encontrado para o georreferenciamento das fotografias e imagens de 4,73. E se dividirmos esses valores pelo número de anos o resultado da média anual é baixo, com média -0,04 m/ano.Além disso, existe ciclicidade no local. Portanto a localização destes 34 transectos associados à baixa dinâmica ali existente faz do setor I um setor de estabilidade dinâmica (Figura 6).
Figura 6 - Transectos referentes ao Setor I, gerados a partir do DSAS para a análise da variação da linha de costa da enseada de Armação do Itapocorói em sua porção abrigada.
4.3.2 SETOR II
Os gráficos apresentados naFigura 7 mostram os resultados da variação da linha de costa para o Setor II da enseada de Armação do Itapocorói entre os anos de 1938 a 2010.
Figura 7 - Variação da linha de costa no Setor II da enseada de Armação do Itapocorói. Valores positivos indicam progradação, valores negativos indicam retração.
1938 – 1957
Os resultados da análise entre esses anos no setor II, ou seja, na parte exposta da enseada, mostram uma intensa retração da linha de costa em quase todos os transectos com nenhuma evidência de progradação.
1957 – 1978
Nessa análise, na maior parte dos transectos houve uma intensaprogradação, se encontrando os maiores valores exatamente nos mesmos locais onde ocorreram os maiores valores de retração da análise anterior. Com exceção do transecto 62 que apresentou um valor de retração de 11,92 metros.
De acordo com as imagens aéreas no ponto do transecto 62, parece ter havido modificação na vegetação do morro e não na praia, onde pode ter ocorrido um deslizamento ou desmatamento deste, o qual delimita a linha de costa. Porém isto não é totalmente perceptível devido à má qualidade das fotografias, surgindo também a hipótese de ter sido um evento hidrodinâmico brusco em função de possíveis correntes de retorno e variação no clima de ondas no local por este se encontrar no ponto mais exposto da enseada (Figura 8).
1978 – 1995
A linha de costa se manteve em sua maior parte estável, mas apresentando valores de progradação ao centro da enseada e com um ponto máximo no transecto 62, o qual, de acordo com as fotografias aéreas apresenta um início de vegetação, corroborando com a explicação da análise anterior (Figura 8).
Figura 8 - Diferenças nas fotografias aéreas de acordo com os anos.
1995 – 2005
A análise apresentou uma enseada estável com poucos valores significativos de variação da linha de costa.
2005 – 2011
A linha de costa se apresenta novamente estável, apresentando valores de retração e progradação em locais opostos ao da análise anterior, mostrando novamente um padrão de ritmicidade.
1938 – 2011
A enseada apresenta maiores valores de progradação no centro do setor com poucaretração nas adjacências. Esses valores de progradação até o transecto 52 ocorrem porque logo após existe um pequeno aglomerado de rochas na praia, fazendo com que haja assim acúmulo de sedimentos em sua porção anterior. Ainda, os valores apresentados divididos pelo número de anos também são baixos, de 0,27 metros, sendo este setor também considerado com estabilidade dinâmica (Figura 9).
Figura 9 -Transectos referentes ao Setor II, gerados a partir do DSAS para a análise da variação da linha de costa da enseada de Armação do Itapocorói em sua porção exposta.
4.3.3 SETOR III
NaFigura 10 são apresentados os gráficos referentes à variação da linha de costa no Setor III da enseada de Armação do Itapocorói entre os anos de 1938 a 2010.
Figura 10 - Variação da linha de costa no Setor III da enseada de Armação do Itapocorói. Valores positivos indicam progradação, valores negativos indicam retração.
1938 – 1957
A linha de costa apresentou valores estáveis no centro do setor, ou seja, na porção mais exposta da Bacia da Vovó, e valores de retração nas margens, porção mais protegida.
1957 – 1978
Os resultados das margens dessa análise são exatamente o oposto da análise anterior, na mesma proporção, onde a linha de costa continuou estável no centro, mas agora sofrendo progradação nas margens.
1978 – 1995
Os valores obtidos seguiram o padrão invertido da análise anterior, onde em anos que havia progradação agora havia retração e vice-versa, estando seus maiores valores nos últimos transectos, os quais sofremprogradação.
1995 – 2005
A linha de costa se apresenta estável, com praticamente os mesmos valores em relação à análise anterior nos primeiros transectos, porém sofre progradação nos transectos finais.
2005 - 2011
Nesta análise a linha de costa se apresenta praticamente igual à anterior, onde nos valores finais ela se mantém estável com os mesmos valores, e apenasno transecto 66 é que há inversão na progradação e retração, em comparação com a análise anterior.
1938 – 2011
Levando em conta as análises anteriores, onde todas apresentaram um padrão de inversão, ou seja, ritmicidade e tambémciclicidade na distribuição de sedimentos, onde no ano que apresentou retração, no próximo já apresentava progradação, e/ou estabilidade, e os valores encontrados que estão todos próximos do erro, pode-se afirmar que a porção da enseada onde se encontra a Bacia da Vovó também está em estabilidade dinâmica, não havendo variações consideráveis (Figura 11).
A ocorrência da taxa de retração e da taxa de progradação semelhantes indica umprocesso de estabilidade dinâmica, tendo a enseada apresentado um máximo de retração de 0,25 e um máximo de progradação de 0,31 por ano (Figura 12). Isto indica que a morfologia no local é suficiente para dissipar ou refletir a energia que entra na enseada,não havendo, portanto apenas perdas ou ganhos no transporte de sedimentos.
Figura 11 -Transectos referentes ao Setor III, gerados a partir do DSAS para a análise da variação da linha de costa da enseada de Armação do Itapocorói (Bacia da Vovó).
Figura 12 - Taxas anuais de variação de linha de costa na enseada de Armação do Itapocorói.
5SEDIMENTOLOGIA
5.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
O tamanho de grão, juntamente com as ondas, controla a dinâmica e a forma da praia (SHORT, 1999). Praias com ondas similares compostas por sedimentos finos, médios ou grosseiros interagem para produzir diferentes tipos de praias.
A proveniência dos sedimentos é o fator mais importante que define o tamanho de grão em praias (KLEIN et al., 2005). O aporte de sedimentos para a costa se dá em função do clima no continente, particularmente a precipitação e temperatura que controlam a taxa de erosão; a geologia que determina a natureza dos sedimentos; a estrutura e topografia que influenciam o padrão de drenagem e a localização dos recursos costeiros, incluindo córregos, rios e geleiras; e a natureza e extensão das costas rochosas expostas à erosão por ondas (SHORT, op. cit.).
Komar (1998) afirma que existem três fatores dominantes que controlam o tamanho médio de grão nos sedimentos do ambiente praial: (1) a fonte do sedimento; (2) o nível energético das ondas e (3) a declividade geral da plataforma interna sobre a qual a praia é construída.
Klein et al. (op. cit.) observam que a relação entre o tamanho de grão e a inclinação da face da praia é importante para os estágios morfodinâmicos e o nível de energia praial. O tamanho do sedimento é o maior contribuinte para inclinação, morfologia e tipo de praia, assim como sua mobilidade (SHORT, op. cit.). Em seu estudo, Komar (1976 apud KLEIN et al., op. cit.) concluiu que o tamanho de grão do sedimento da praia é o principal fator que afeta a inclinação da face praial, sendo que praias com sedimentos grosseiros são mais íngremes que as demais.
A composição das areias das praias é dominada por grãos de quartzo. Porém variações regionais e locais no tipo do sedimento são produzidas por clima, rochas fonte e biota. O sedimento disponível irá determinar as dimensões globais da praia e as mudanças na quantidade (balanço de sedimentos) irão afetar o tamanho e a ocorrência dos mesmos. Variações no tamanho de sedimento podem impactar a morfodinâmica da praia (SHORT, op. cit.).
Ainda, características da fonte de sedimentos são importantes ao definir o padrão de distribuição sedimentar de uma praia. As praias do litoral centro norte catarinense segundo Klein & Menezes (2001) são influenciadas pela fonte de sedimentos, as quais podem ser de
origem fluvial ou retrabalhamento de depósitos antigos. Estas praias são afetadas pela geologia local e este pode ser o fator primário na determinação do padrão de distribuição dos sedimentos no sistema praial (KLEIN et al., 2005).
5.1.1 ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
Segundo Dias (2004) é importante fazer uma análise granulométrica no sedimento, ou seja, descrever as partículas de acordo com seu tamanho e sua distribuição em classes. Suguio (2003) descreve quatro principais razões para isso:
A granulometria fornece bases para uma descrição mais precisa dos sedimentos; A distribuição granulométrica pode ser característica de sedimentos de determinados
ambientes deposicionais;
O estudo detalhado da granulometria pode fornecer informações sobre os processos físicos, por exemplo, hidrodinâmicos, atuantes durante a deposição; e
A distribuição granulométrica está relacionada a outras propriedades, como porosidade e a permeabilidade, cujas modificações podem ser estimadas com base nas características granulométricas.
Além da distribuição dos sedimentos, a análise granulométrica ainda envolve a representação gráfica e a análise estatística dos resultados (SUGUIO, 1973). A representação gráfica pode ser feita através de diagramas triangulares (Diagrama Triangular de Shepard), quando há três variáveis analisadas. Quando há duas variáveis, pode ser feita por distribuição normal, histograma, curva de frequência simples ou curva de frequência acumulada, sendo analisada a média, moda, mediana, desvio padrão, assimetria e curtose para melhores resultados. Também se pode fazer a análise granulométrica através de métodos numéricos, ou seja, através do cálculo da medida de momentos
5.1.2 ANÁLISE ESTATÍSTICA
Ao realizar a análise granulométrica das partículas utiliza-se uma escala. No caso dos sedimentos não se usa a escala aritmética, pois os resultados representados graficamente ficariam assimétricos, ou seja, a concentração dos dados estaria nos menores valores. Para contornar essa situação criaram-se então diferentes escalas granulométricas baseadas na geometria, entre elas, a de Wentworth (DIAS, 2004).
Wentworth (1922) mostrou que limites de classes baseados em propriedades físicas envolvidas no transporte de grãos concordam com os limites de distinções entre cargas
transportadas em suspensão e por tração. Utilizando potências de 2 e 1mm como ponto de referência, os limites das classes granulométricas utilizadas são, no sentido decrescente, 1mm, 0,5mm, 0,25mm, 0,125mm, etc. e, no sentido crescente, 1mm, 2mm, 4mm, 8mm, etc. (DIAS, 2004; SUGUIO, 1973). Além da escala em milímetros, utiliza-se ainda a escala ϕ (phi) proposta por Krumbein (1934) a qual tem a vantagem de ser número inteiro, facilitando os cálculos estatísticos, além de trabalhar com a maioria dos valores sendo positivos(Equação 2)
ϕ = −𝑙𝑜𝑔2𝑑(𝑚𝑚)
(Equação 2)
onde d = diâmetro do grão em mm.
ATabela 2mostra a classificação do tamanho de grão do sedimento em mm e ϕ (KRUMBEIN, op. cit.; WENTWORTH, op. cit.).
Tabela 2: Classificação do tamanho de grão do sedimento em mm e φ (KRUMBEIN, 1934; WENTWORTH, 1922).
Classificação Diâmetro (mm) Diâmetro (ϕ)
Matacão > 256 < -8
Bloco 64 a 256 -6 a -8
Seixo 4 a 64 -2 a -6
Grânulo 2 a 4 -1 a -2
Areia Muito Grossa 1 a 2 0 a -1
Areia Grossa 0,5 a 1 0 a 1
Areia Média 0,25 a 0,5 1 a 2
Areia Fina 0,125 a 0,25 2 a 3
Areia Muito Fina 0,0625 a 0,125 3 a 4
Silte 0,0039 a 0,0625 4 a 8
Argila 0,00024 a 0,0039 8 a 12
Medidas de tendência central
De acordo com Suguio (1973) as medidas de tendência central caracterizam a classe granulométrica mais frequente, embora tal não se suceda em curvas assimétricas. Estas medidas podem ser expressas entre outras, na forma de mediana(Equação 3)e diâmetro médio (Equação 4).
𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎𝑛𝑎 𝑀𝑑 = ϕ50
𝐷𝑖â𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑀é𝑑𝑖𝑜 𝑀𝑍 = ϕ16 + ϕ50 + ϕ84 3
(Equação 4)
A mediana é o valor central, se a quantidade de valores for ímpar; ou o valor médio dos dois valores centrais, se o número total de valores for par. Já o diâmetro possui esse valor porque ϕ16 fornece uma média razoável para o terço mais grosseiro da amostra e ϕ84 para o terço mais fino, enquanto que ϕ50 fornece uma média do terço intermediário, dando assim uma visão mais completa da curva de distribuição (SUGUIO, 1973).
Medidas de grau de dispersão ou espalhamento
Também conhecido como desvio padrão(Equação 5),este valor indica a tendência que os grãos apresentam em se distribuírem em torno de um valor médio (SUGUIO, op. cit.). O desvio padrão de uma amostra também revela o grau de uniformidade, se ela é bem selecionada ou não. 𝐷𝑒𝑠𝑣𝑖𝑜𝑃𝑎𝑑𝑟ã𝑜 𝜎𝐼 = ϕ84 − ϕ16 4 + ϕ95 − ϕ5 6,6 (Equação 5)
Em teoria se uma amostra de sedimentos for constituída por uma única classe de tamanho de grão, o grau de dispersão será zero. Porém no ambiente natural ocorrem desvios dessa medida, em virtude das flutuações na velocidade da corrente, forma e densidade dos grãos entre outros (SUGUIO, op. cit.).Folk& Ward (1957) desenvolveram, portanto uma equação para melhor representar o grau de dispersão das partículas, considerando a possibilidade do sedimento apresentar uma bimodalidade na distribuição de suas partículas.
Segundo Folk& Ward (op. cit.) o grau de dispersão aumenta com o transporte de sedimentos, ou seja, quanto maior a distância que o pacote sedimentar for transportado, melhor grau de selecionamento este apresentará. NaTabela 3se encontram os limites para os diferentes graus de selecionamento.
Tabela 3: Limites de classificação para grau de selecionamento. (FOLK & WARD, 1957).
< 0,35 Muito Bem Selecionada
0,35 - 0,50 Bem Selecionada
0,50 - 0,71 Moderadamente Bem Selecionada
0,71 - 1,00 Moderadamente Selecionada
1,00 - 2,00 Pobremente Selecionada
2,00 - 4,00 Muito Pobremente Selecionada
> 4,00 Extremamente Mal Selecionada
Medidas de grau de assimetria
Assimetria é a medida da tendência dos grãos se dispersarem de um ou de outro lado da média (SUGUIO, 1973), ou seja, o grau de assimetria indica se uma amostra de sedimento apresenta tendência para os sedimentos mais grossos ou para os mais finos com base no diâmetro médio da amostra (Equação 6)(Equação 6).
𝐴𝑠𝑠𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑖𝑎 𝑆𝑘𝐼 = ϕ16 + ϕ84 − 2ϕ50 2(ϕ84 − ϕ16) +
ϕ5 + ϕ95 − 2ϕ50 2(ϕ95 − ϕ5)
(Equação 6)
Na Tabela 4são apresentados os limites para os diferentes graus de assimetria.
Tabela 4: Limites de classificação para grau de assimetria (FOLK & WARD, 1957).
Grau de Assimetria Classificação
1,00 - 0,30 Assimetria Muito Positiva
0,30 - 0,10 Assimetria Positiva
0,10 - -0,10 Aproximadamente Simétrica
-0,10 - -0,30 Assimetria Negativa
-0,30 - -1,00 Assimetria Muito Negativa
Medidas de grau de agudez dos picos
O grau de agudez dos picos em uma curva de distribuição de frequência é representado pela curtose. Segundo Folk& Ward (op. cit.) esta medida indica a proporção do grau de selecionamento nos extremos da distribuição comparados com o grau de selecionamento na parte central(Equação 7), atuando como um bom indicador de normalidade da distribuição.
𝐶𝑢𝑟𝑡𝑜𝑠𝑒 𝐾𝐺 = ϕ95 − ϕ5 2,44 (ϕ75 − ϕ25)
Nesta medida, curvas normais têm valor de 𝐾𝐺 = 1,00, porque a dispersão ϕ95 - ϕ5 é exatamente 2,44 vezes a dispersão ϕ75 – ϕ25.
NaTabela 5são apresentados os limites para os diferentes graus de curtose.
Tabela 5: Limites de classificação para grau de curtose (FOLK & WARD, 1957).
Grau de Agudez Classificação
< 0,67 Muito Platicúrtica 0,67 - 0,90 Platicúrtica 0,90 - 1,10 Mesocúrtica 1,10 - 1,50 Leptocúrtica 1,50 - 3,00 Muito Leptocúrtica > 3,00 Extremamente Leptocúrtica 5.2 METODOLOGIA 5.2.1 AMOSTRAGEM
O perfil sedimentar das praias da enseada de Armação do Itapocorói foi determinado através de análises dos parâmetros estatísticos de amostras coletadas em quatro momentos. A primeira foi realizada entre 1994 e 1996 por técnicos da FACIMAR/UNIVALI (hoje CTTMar) através do Projeto Banco do Brasil, os quais serviram de base para outros trabalhos (e.g: KLEIN et al., 2005; MENEZES, 1999; MIOT, 1999). Neste período foram coletadas amostras em 3 pontos ao longo da enseada, estas localizadas na região da face praial foram obtidas entre maio de 1994 e outubro de 1996, ao longo dos quais foram coletadas 30 amostras.
A segunda e a terceira em 2009 e 2010, respectivamente, também foram realizadas por técnicos e/ou alunos do CTTMar/UNIVALI, totalizando 27 amostras em cada, sendo a amostragem de 2009 utilizada na monografia de Luca (2010). E a última foi realizada por esta autora em fevereiro de 2011 nos mesmos pontos de 2009 e 2010para fins de comparação, incluindo um ponto a mais na parte mais abrigada da enseada(PNH00) (Figura 13).
Figura 13 - Localização dos pontos de coletas de sedimento.
Sistema de coordenadas UTM Datum SAD 69 Zona 22S.
Para efeito da análise comparativa das diferenças encontradas entre os levantamentos, as amostras foram nomeadas da seguinte forma: as amostragens realizadas por técnicos da FACIMAR entre 1994-96 através do projeto Banco do Brasil foram denominadas “PenhaBB”, o levantamento realizado por Luca (2010) em 2009 recebeu o nome de “Penha09” e em 2010 de “Penha10” e esta última amostragem recebeu a denominação de “Penha11”.
Em 2011, portanto foram coletadas 30 amostras em 10 pontos, sendo estas coletadas nos primeiros 20 cm de profundidade com auxílio de uma tampa de PVC para evitar apenas sedimentos recentemente retrabalhados (Figura 14). As amostras foram coletadas nas regiões de face praial, praia média e pós-praia com espaçamento médio entre elas de 250 m na Bacia da Vovó e cerca de 700 m na enseada restante. Após coletadas, estas foram ensacadas e etiquetadas com o número da amostra e ponto amostral e posteriormente levadas ao laboratório de sedimentologia da UNIVALI para processamento.
Na prática não há possibilidade de amostrar os sedimentos de uma praia inteira, e para isso recorre-se a uma amostra. A partir dessa amostra de sedimentos é que se pode além de
obter parâmetros estatísticos da mesma, também determinar as propriedades do todo. (SUGUIO, 1973).
Figura 14 - Coleta e etiquetagem das amostras de sedimento.
Fotografia: Camila Longarete. Data: 22/02/2011.
5.2.2 PROCESSAMENTO DAS AMOSTRAS
O processamento das amostras de todos os levantamentos em laboratório foi realizado segundo o método descrito por Suguio (1973).A única diferença entre eles ocorreu no intervalo menor das peneiras, no caso ¼ de phi para o levantamento PenhaBB.
As amostras foram submetidas a diversas lavagens para retirada dos sais solúveis e posteriormente secas em estufa a temperatura de 50ºC. Estes processos são de grande importância, pois a salinidade e umidade podem interferir na densidade e consequentemente no peso dos grãos. Após esse processo as amostras foram quarteadas e retiradassubamostras de 40g. Estas foram então despejadasem peneiras de tamanho de malha com intervalos de ½ phi, obtendo assim detalhamento da variação granulométrica das amostras,e levadas à agitação poraproximadamente 15 minutos (Figura 15A e D). O material foi então retirado das peneiras com auxílio de pincéis para não danificar a malha das mesmas e a fração retida em cada peneira foi pesada separadamente em uma balança analítica (Figura 15B e C).
Figura 15 - Equipamentos de peneiramento mecânico e conjunto de peneiras utilizadas para determinação das frações granulométricas.
Fotografias: CharlineDalinghaus.
O tratamento dos dados das amostras foi conduzido utilizando-se o software SIGA (Sistema Gerenciador de Amostras Sedimentológicas) (MALLET & DAZZI, 2002) desenvolvido pelo Laboratório de Oceanografia Geológica da UNIVALI, aonde os resultados são expressos com bases nas curvas de frequências simples, acumuladas e parâmetros estatísticos.
Na análise granulométrica foi calculada a fração relativa e cumulativa em relação à amostra, bem como o diâmetro médio, mediana, desvio padrão, assimetria e curtose.
5.3 RESULTADOS
A Tabela 6e a Figura 16informam o diâmetro médio do grão, o desvio padrão, a assimetria e a curtose da face praial da enseada para o ano de 2011.
Tabela 6: Medidas estatísticas para sedimentologia na face da praia. Perfis Diâmetro Médio (mm) Diâmetro Médio
(φ) Desvio Padrão (φ) Assimetria Curtose
PNH00 0.93 0.1091
1,67 - Pobremente
Selecionada 0.48 - Muito Positiva
0.40 - Muito Platicúrtica PNH01 0.11 3.1334
0,51 - Moderadamente Bem
Selecionada -0.15 - Negativa 1.20 - Leptocúrtica PNH02 0.17 2.5668 0,56 - Moderadamente Bem Selecionada -0.09 - Aproximadamente Simétrica 1.01 - Mesocúrtica PNH03 0.22 2.2031 0,51 - Moderadamente Bem Selecionada 0.0026 - Aproximadamente Simétrica 0.94 - Mesocúrtica PNH04 0.23 2.0959 0,59 - Moderadamente Bem Selecionada 0.0082 - Aproximadamente Simétrica 0.93 - Mesocúrtica PNH05 0.26 1.9423 0,68 - Moderadamente Bem
Selecionada -0.18 - Negativa 1.04 - Mesocúrtica PNH06 0.73 0.4498
0,98 - Moderadamente
Selecionada 0.1414 - Positiva 1.08 - Mesocúrtica PNH07 0.20 2.325
0,55 - Moderadamente Bem
Selecionada -0.15- Negativa 1.13 - Leptocúrtica PNH08 0.72 0.4747
1,31 - Pobremente
Selecionada 0.49 - Muito Positiva 0.76 - Platicúrtica PNH09 0.23 2.1292
0,56 - Moderadamente Bem
Selecionada -0.17 - Negativa 1.14 - Leptocúrtica Figura 16 - Diâmetro médio de grão na Face da Praia.
Os valores de diâmetro médio com exceção do PNH00 (0,93mm – areia grossa) aumentam de acordo com o grau de exposição às ondas da enseada, tendo o menor valor de 0,11 mm (areia muito fina) no ponto PNH01 e o maior, 0,73 mm (areia grossa), no ponto PNH06.Os últimos três pontos se localizam na Bacia da Vovó sendo o ponto PNH08 com o maior diâmetro médio, caracterizado por areia grossa e os seus pontos adjacentes com menores diâmetros, por areia fina.
0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 PNH00 PNH01 PNH02 PNH03 PNH04 PNH05 PNH06 PNH07 PNH08 PNH09 D iâm e tr o M é d io ( m m )
Pontos Amostrais na Face Praial
A assimetria não é bem definida neste caso apesar da maioria dos valores se encontrarem em aproximadamente simétricos e assimetria negativa, porém há também dados de assimetria muito positiva. Os valores de curtose seguem o mesmo padrão, sendo a maioria com curva mesocúrtica, ou seja, a amostra possui predominantemente uma distribuição normal.
Na Tabela 7 e Figura 17os dados do pós-praia são apresentados. Estes, no diâmetro médio, seguem o mesmo padrão da face da praia (areia fina à areia média). Já na assimetria e curtose, respectivamente tendem a aproximadamente simétricas, sendo a maioria com curvas também mesocúrticas, ou seja, curvas normais, mostrando que há uma boa distribuição de classes de tamanhos de grão nos sedimentos.
Tabela 7: Medidas estatísticas para sedimentologia no pós-praia.
Perfis Diâmetro Médio (mm) Diâmetro Médio
(φ) Desvio Padrão (φ) Assimetria Curtose
PNH00 0.17 2.583
0,54 - Moderadamente Bem
Selecionada 0.1095 - Positiva 0.92 - Mesocúrtica PNH01 0.24 2.0661
0,73 - Moderadamente
Selecionada -0.17 - Negativa 1.26 - Leptocúrtica PNH02 0.25 2.0182 0,51 - Moderadamente Bem Selecionada -0.012 - Aproximadamente Simétrica 1.05 - Mesocúrtica PNH03 0.27 1.8763 0,53 - Moderadamente Bem
Selecionada -0.1 - Negativa 0.94 - Mesocúrtica PNH04 0.27 1.9148
0,53 - Moderadamente Bem
Selecionada -0.14 - Negativa 0.99 - Mesocúrtica PNH05 0.38 1.3798 0,62 - Moderadamente Bem Selecionada -0.09 - Aproximadamente Simétrica 1.02 - Mesocúrtica PNH06 0.44 1.1719 0,79 - Moderadamente
Selecionada 0.16 - Positiva 0.95 - Mesocúrtica
PNH07 0.28 1.8347 0,61 - Moderadamente Bem Selecionada -0.0242 - Aproximadamente Simétrica 1.12- Leptocúrtica PNH08 0.38 1.3971 0,60 - Moderadamente Bem Selecionada 0.09 - Aproximadamente Simétrica 1.11 - Leptocúrtica PNH09 0.30 1.7533 0,61 - Moderadamente Bem Selecionada -0.05 - Aproximadamente Simétrica 1.12 - Leptocúrtica
Figura 17 - Diâmetro médio de grão na Praia Média.
Por último a Tabela 8e Figura 18 apresentam os valores da praia média, os quais seguem a mesma tendência dos anteriores no diâmetro de grão, variando aqui de areia muito fina à areia muito grossa, com destaque ao ponto PNH06 o qual possui o maior diâmetro médio (1,25 - areia muito grossa), evidenciando a alta dinâmica na região. Os valores de assimetria se encontram em sua maioria por aproximadamente simétricos e assimetria negativa, possuindo uma curva leptocúrtica, ou seja, a amostra possui distribuição entre poucos tamanhos de grão, fazendo com que a curva tenha um pico muito elevado.
Tabela 8: Medidas estatísticas para sedimentologia na praia média.
Perfis Diametro Médio (mm) Diametro Médio
(φ) Desvio Padrão (φ) Assimetria Curtose
PNH00 0.08 3.5891 0,60 - Moderadamente Bem Selecionada -0.25 - Negativa 1.90 - Muito Leptocúrtica PNH01 0.09 3.4281 0,37 - Bem Selecionada -0.04 - Aproximadamente Simétrica 0.91 - Mesocúrtica PNH02 0.15 2.7624 0,53 - Moderadamente Bem
Selecionada -0.17 - Negativa 1.02 - Mesocúrtica PNH03 0.17 2.5774 0,60 - Moderadamente Bem Selecionada 0 - Aproximadamente Simétrica 1.16 - Leptocúrtica PNH04 0.17 2.5198 0,50 - Moderadamente Bem Selecionada -0.04 - Aproximadamente Simétrica 1.07 - Mesocúrtica PNH05 0.21 2.2307 0,65 - Moderadamente Bem
Selecionada -0.17 - Negativa 1.24 - Leptocúrtica PNH06 1.25 -0.3271 0,87 - Moderadamente Selecionada -0.05 - Aproximadamente Simétrica 1.18 - Leptocúrtica PNH07 0.16 2.6862 0,42 - Bem Selecionada -0.05 - Aproximadamente Simétrica 1.12 - Leptocúrtica PNH08 0.17 2.5337 0,62 - Moderadamente Bem
Selecionada -0.18 - Negativa 1.20- Leptocúrtica PNH09 0.23 2.0915
0,72 - Moderadamente
Selecionada -0.32 - Muito Negativa 1.45 - Leptocúrtica 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 PNH00 PNH01 PNH02 PNH03 PNH04 PNH05 PNH06 PNH07 PNH08 PNH09 D iâm e tr o d o M é d io (m m )
Pontos Amostrais na Praia Média
Figura 18 - Diâmetro médio de grão no Pós-Praia.
A Figura 19demonstra a composição granulométrica das três divisões praiais para toda a enseada de Armação do Itapocorói. A distribuição de grãos segue um padrão de alta concentração de sedimentos comdiâmetro fino nas 3 porções, sendo essa concentração maior na praia média e menor no pós-praia, também seguindo a tendência de quanto mais exposta a praia maior o tamanho de grãos no sedimento. A face da praia apresenta a maior variação de tamanho de sedimentos por esse ser um ambiente de intensa hidrodinâmica, onde os sedimentos estão sendo constantemente retrabalhados.
Figura 19 - Porcentagem da granulometria encontrada na enseada para cada zonação morfológica analisada.
5.3.1 VARIAÇÃO SEDIMENTAR AO LONGO DO TEMPO
Quando são comparados os resultados mais recentes dos levantamentos obtidos para operfil sedimentar da área de estudo (Penha09, Penha10, Penha11), tem-se a coincidência de nove pontos amostrais.ATabela 9e aFigura 20identificam os pontos de amostragem
0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 PNH00 PNH01 PNH02 PNH03 PNH04 PNH05 PNH06 PNH07 PNH08 PNH09 D iâm e tr o M é d io ( m m )
Pontos Amostrais no Pós-Praia
