DIAGNÓSTICO DOS EFEITOS DO DESCARTE DA ÁGUA DE RESFRIAMENTO DO COMPLEXO NUCLEAR DE ANGRA DOS REIS – RJ, NA COBERTURA SEDIMENTAR

DA ENSEADA DE PIRAQUARA DE FORA

Silvia Dias Pereira1; Hélio H. Villena1; Hernani A.F. Chaves2

1Deptº. de Oceanografia - Universidade do Estado do Rio de Janeiro – UERJ (silviadp@uerj.br)

2Faculdade de Geologia - Universidade do Estado do Rio de Janeiro – UERJ

Abstract. The Piraquara de Fora inlet, at Ilha Grande Bay, Angra dos Reis – RJ, is the place for the launching of the cooling water of the Nuclear Complex Almirante Álvaro Alberto (CNAAA). In the energy generation plant, the seawater is used for cooling down the plant's tertiary system. The research intended to do a diagnostic of the impact of this discharge in the superficial bottom sediments of the inlet. The sea floor topography is characteristic of that inlets localized in areas near the coast, with small sedimentary plain and low sediment influx. The sea floor topography becomes shallow from S/SE until the back of the inlet, placement of plant's water discharge. Near the cooling water discharge there is a fan-shape deposit that is formed by a landslide off the coast in 1985. During August and September of 2002, 122 samples were collected in previously determined places, using a Van Veen sampler. Sediment textural maps were constructed using Oasis Montaj 5.1 by GEOSOFT. Five textural classes are displayed in the area: gravel with sand and mud; sand; sand with mud; mud; and mud with sand. This pattern is promoted mainly by the currents regime in the inlet, with transport of coarse sediments occurring at central and adjacent to the coast areas, and the fine sediments deposited far away, with lower current speeds. The impact in the sea floor sediments from the seawater discard, collected for the plant's cooling system, is negligible. The influence area is restricted to the discard place.

Palavras-chave: sedimentos, complexo nuclear, monitoramento

1. Introdução

A operação das usinas nucleares de Angra I e Angra II tem implicações ambientais diretas sobre a região da Enseada de Piraquara de Fora, necessitando portanto, de plano de monitoramento ambiental que propicie o entendimento dos processos que ali atuam.

A enseada de Piraquara de Fora, localizada na Baía da Ribeira, interior da Baía da Ilha Grande, Angra dos Reis – RJ, é o local onde temos o lançamento da água de resfriamento terciário do Complexo Nuclear Almirante Álvaro Alberto (CNAAA).

O objetivo desse estudo é a caracterização dos sedimentos superficiais de fundo desta enseada, como parte do Monitoramento Oceanográfico executado

por pesquisadores do Departamento de Oceanografia da UERJ.

A topografia de fundo é característica de enseadas localizadas em área próximas à encosta, tendo planície sedimentar pequena e um baixo aporte de sedimentos. A parte rasa está nas margens e próxima a elevações batimétricas e afloramentos. O gradiente acompanha esta mesma distribuição. A topografia de fundo fica mais rasa da parte S/SE em direção ao fundo da enseada, local da saída de água das usinas.

Na área próxima à saída da água de resfriamento há um leque de deposição originado por um deslizamento de encosta no ano de 1985. Parte deste depósito está emerso e parte submerso, ocorrendo assoreamento superior a 8 metros em certos locais da parte imersa.

2. Materiais e Métodos

Durante os meses de agosto e setembro de 2002, foram coletadas amostras em pontos previamente determinados.Para as coletas foi utilizada uma embarcação de pequeno porte e um amostrador de fundo tipo Van Veen.

Os sedimentos foram acondicionados em sacos plásticos, devidamente identificados e mantidos sob refrigeração até o início da análise granulométrica em laboratório.

O procedimento inicial foi a lavagem da amostra para a retirada dos sais solúveis. Após, as amostras foram pesadas em balança analítica e secas em estufa (temperatura média de 40ºC, para não favorecer o endurecimento da amostra nem a alteração de alguns minerais de argila) para a obtenção do peso inicial seco. Em seguida foram acondicionadas em bechers de um litro para tratamento com peróxido de hidrogênio (H2O2) a 10%, sob uma placa aquecedora à 80ºC para a queima do conteúdo de matéria orgânica e, após lavagem, levadas a estufa para secagem, e posteriormente pesadas para obtenção do percentual de matéria orgânica. Na etapa seguinte as amostras foram tratadas com ácido clorídrico (HCl) a 30%, para eliminação do conteúdo de carbonatos, procedendo-se em seguida a mesma operação de queima, lavagem e secagem em estufa. As amostras foram então pesadas para cálculo do percentual de carbonatos.

Após estas etapas iniciais, as amostras sofreram um peneiramento à úmido, em peneira com abertura de malha de 0,062mm (limite inferior da classe areia muito fina pela escala de Wentworth), para a separação da fração grossa (diâmetro > 0,062) e fração fina (diâmetro < 0,062). A fração areia foi então levada a estufa para

secagem, pesada, para obtenção do peso inicial e do valor percentual de sedimentos grosseiros.

Após, foram submetidas aos processos de análise granulométrica segundo KRUMBEIN & PETTIJOHN (1938), LORING and RANTALA (1992) e PONZI (1995). A fração grosseira (grãos maiores do que 0,062 mm) sofreu tamização a seco, utilizando-se peneiras com intervalo de 0,5 phi. Para a classificação de tamanho de grão foi utilizada a escala de Wentworth. A fração lamosa foi analisada utilizando-se o método de pipetagem (SUGUIO, 1973). As amostras foram colocadas em provetas de 1000ml com silicato de sódio (antifloculante) para então serem coletadas frações de 20ml de acordo com o intervalo de tempo e profundidade de introdução da pipeta apresentados em bibliografia.

As amostras, resultantes da pipetagem, foram secas em estufa e pesadas, obtendo-se os pesos relativos a cada intervalo de classe de um phi, então usados para o cálculo dos valores percentuais desses intervalos.

Os dados foram importados para o programa GEOSOFT 5.01, sendo utilizado o modo Sea Floor para gridagem da distribuição textural dos sedimentos de fundo. O mapa foi gerado na escala original de 1:300.000, Datum Córrego Alegre, sistema de coordenadas UTM.

Em paralelo foi realizado um levantamento batimétrico da Enseada de Piraquara de Fora e área adjacente à sua embocadura, sendo utilizadas uma lancha de 25 pés na área mais próxima à desembocadura e uma traineira de pequeno porte para o restante da área de trabalho.

A metodologia de trabalho envolveu levantamento sistemático com linhas aproximadamente paralelas de sentido NW-SE e espaçadas de cerca de 1cm na escala do levantamento.

A área de estudo foi dividida em 3 sub-áreas, a saber:

Área 1 – próximo à desembocadura do descarte de água, na qual o levantamento foi executado na escala de 1:1000;Área 2 – do final da área 1 à boca da enseada, na qual o levantamento foi realizado na escala de 1:2000;Área 3 – da boca da enseada às ilhas próximas, na qual a escala de levantamento foi de 1:5000.

Utilizou-se na sondagem um sistema digital de aquisição de dados composto por posicionamento DGPS sub-métrico, um ecobatímetro de 200Khz e um LAPTOP com o programa Hypack para navegação e armazenamento dos dados a cada segundo.

Concomitantemente à coleta de dados batimétricos foi feita a leitura da altura da maré em régua de maré instalada na Marina de Piraquara e nivelada em relação a um Nível de Referencia. Estes dados serviram para a redução do efeito da maré na profundidade local, referenciando-se a batimetria ao zero da obra do Complexo Nuclear.

O arquivo digital contendo as coordenadas, data, a hora e a profundidade registrada foi importado para o Programa Geosoft 5.01(GEOSOFT INC., 1995 e GEOSOFT INC., 2002), procedendo-se a análise de consistência dos dados e retirada de picos expúrios, a redução de maré e a gridagem pelo método de mínima curvatura em face à grande quantidade de dados gerados. Foram gerados 3 grids, um para cada área de levantamento com escala específica, fazendo-se posteriormente a junção dos grids para elaboração de um mapa único.

3. Discussão e Principais Resultados

Teor de Matéria OrgânicaDe uma maneira geral, as maiores

porcentagens de matéria orgânica (entre 10% e 20%) encontram-se próximo à costa, diminuindo em direção às maiores profundidades (3% a 5%) e aumentando novamente ao largo (Fig. 1). Nas camadas

onde predominam os sedimentos lamosos o teor de matéria orgânica aumenta nos sentido oposto ao do carbonato.Teor de Carbonato de Cálcio

As porcentagens estão, normalmente, em torno de 5% não ultrapassando os 20%, apresentando as maiores concentrações (19-25%) em profundidades médias (1-2metros), adjacente à costa e ao largo (Fig. 2).

GranulometriaConsiderando-se os resultados das

análises granulométricas tentou-se classificá-las segundo o diagrama triangular de SHEPARD (1954).

O Saco de Piraquara de Fora é composto, principalmente, por sedimento arenoso, com sedimento lamoso em um bolsão próximo à costa e ao largo (Figura 3 e Fig. 4).

A área, localizada ao largo do Saco de Piraquara de Fora, até a isóbata de 50 metros, apresenta-se dividida em 5 (cinco) classes texturais (Fig. 3 e Fig. 4):1. cascalho com areia com lama2. areia3. areia com lama4. lama5. lama com areia

Com base nas amostras analisadas, há um predomínio de sedimento tamanho areia (Fig. 3 e Fig. 4) na área, texturalmente constituída por areia de fina a grossa, com algum carbonato de cálcio e pouca matéria orgânica.

Pode-se observar a ocorrência de lama (Fig. 3 e Fig. 4), à oeste e à leste da área, composta por siltes com pouco carbonato de cálcio e muita matéria orgânica.

Além dessas 2 (duas) classes texturais principais encontram-se 9 (nove) áreas compostas por areia com lama, com pouco carbonato de cálcio e alguma matéria orgânica; 4 (quatro) áreas compostas por lama com areia, com pouco carbonato de cálcio e alguma matéria orgânica; e, 1 (uma) área composta por cascalho com areia com lama, com mais de

50% de carbonato de cálcio e pouca matéria orgânica.

Um maior percentual de areia ocorre no centro da área e adjacente à costa, devido às correntes que atuam no local.

BatimetriaA enseada de Piraquara de Fora

possui topografia de fundo (Fig. 5) característica de enseadas localizadas em área próximas a encostas, com planície sedimentar restrita e um pequeno aporte de sedimentos. A parte rasa está nas margens e próxima a elevações batimétricas e afloramentos, ocorrendo o aumento da profundidade, de forma geral, na direção S/SE, ou seja, a boca da enseada.

A área próxima à saída de água da usina foi duramente afetada pelo deslizamento de terra ocorrido no ano de 1985, tendo sido criado um leque deposicional, com variações de profundidade de até cerca de 9 m e parte da área tornando-se terra emersa. O volume total do deslizamento, calculado por comparação de batimetria antes e depois do evento, é de aproximadamente 509000 m3 na área hoje imersa.

4. Conclusões

Neste estudo, ficou evidenciado que os sedimentos encontrados na área estudada são predominantemente arenosos.

Os depósitos atuais de sedimentos que ocorrem à leste da área, são oriundos do material proveniente do deslizamento ocorrido em 1985.

As maiores percentagens de carbonato de cálcio estão localizadas nas áreas adjacentes à costa e no centro da área. As maiores percentagens de matéria orgânica concentram-se, de acordo com o esperado, nos locais onde há uma predominância de sedimentos lamosos.

Esse padrão é principalmente decorrente do regime de correntes na enseada, com o transporte de sedimentos mais grosseiros nas áreas central e adjacente à costa e deposição de sedimentos mais finos ao largo, onde são menores as velocidades de correntes.

5. Referências Bibliográficas

GEOSOFT INC. 2002. Manual do Programa Geosoft Mapping and Processing System 5.1.GEOSOFT INC. 1995. Manual do Programa Geosoft Mapping and Processing System 5.1.KRUMBEIN, W.C. & PETTIJOHN, F. J. 1938. Manual of sedimentary petrography. New York, Appleton-Century-Crofts, Inc. 549 pp.LORING, D.H. and RANTALA, R.T.T. 1992. Manual for the geochemical analyses of marine sediments and suspended particulate matter. Earth-Science Reviews, 32: 235-283.PONZI, V.R.A. 1995. Método de análises sedimentológicas de amostras marinhas. Representação de resultados através de gráficos e mapas. Curso de Especialização em Geologia e Geofísica Marinha. LAGEMAR/UFF. 51 pp.SHEPARD, F.P. 1954. Nomenclature based on sand-silt-clay ratios. Journal of Sedimentary Petrology, 24: 151 – 158.SUGUIO, K. 1973. Introdução à Sedimentologia. Ed. Edgar Bluecher Ltda. 317 pp.

Agradecimentos

À ELETRONUCLEAR pelo apoio financeiro ao projeto “Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora”.Ao Profº Jorge Carlos Della Favera por sua colaboração com o texto.

MAPA DE PERCENTUAL DE MAT. ORGÂNICA

- Pontos de amostragem de sedimentos

Responsável pelo Posicionamento.: HÉLIO HERINGER VILLENA

ELT 01 - Identificação da Amostra

LEGENDA:

SACO DE PIRAQUARA DE FORAÁREA 3 - SEDIMENTOS

(FIGURA 14)

500 0 500 1000

metrosSAD69 / UTM zona 23S

ESCALA 1:40000

-0.8-0.20.10.30.40.40.50.50.60.60.70.70.80.80.91.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.62.83.03.23.43.53.73.94.04.24.44.74.9

PERCENTUAL DE MAT. ORGÂNICA(%)

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ELT 122

Figura 1 – Mapa de Percentual de Matéria Orgânica no Sedimento.

SACO DE PIRAQUARA DE FORA

MAPA DE PERCENTUAL CaCO

- Pontos de amostragem de sedimentos

Responsável pelo Posicionamento.: HÉLIO HERINGER VILLENA

ELT 01 - Identificação da Amostra

LEGENDA:

ÁREA 3 - SEDIMENTOS

3(FIGURA 13)

500 0 500 1000

metrosSAD69 / UTM zona 23S

ESCALA 1:40000

7.411.513.915.717.018.319.721.022.523.524.625.627.330.334.138.743.048.858.0

PERCENTUAL DE CaCO(%) 3

7454

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557000 558000 559000 560000 561000 562000

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-23°

-44°25'

-44°25'

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ELT 122

Figura 2 – Mapa de Percentual de Carbonato de Cálcio no Sedimento.

SACO DE PIRAQUARA DE FORA

MAPA DE DISTRIBUIÇÃO TEXTURAL

- Pontos de amostragem de sedimentos

Responsável pelo Posicionamento.: HÉLIO HERINGER VILLENA

ELT 05 - Identificação da Amostra

LEGENDA:

Cascalho com Areia com Lama

Areia

Areia com Lama

Lama com Areia

Sem Recuperação

Lama

(Classificação segundo Shepard)(FIGURA 12)

ÁREA 3 - SEDIMENTOS

500 0 500 1000

metrosSAD69 / UTM zona 23S

7454

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7455

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74540007455000

74560007457000

557000 558000 559000 560000 561000 562000

557000 558000 559000 560000 561000 562000

-23°

-23°

-44°25'

-44°25'

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ELT 02

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ELT 12ELT 13

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ELT 19ELT 20

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ELT 119

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ELT 121

ELT 122

extra 01

Figura 3 – Mapa de distribuição textural dos sedimentos.

LEGENDA:

Cascalho com Areia com Lama

Areia

Areia com Lama

Lama com Areia

Lama

Afloramento Rochoso

Figura 4 – Visualização 3D do Relevo de Fundo com a Cobertura Sedimentar.

SACO DE PIRAQUARA DE FORA

MAPA DE POSICIONAMENTO

LEGENDA:

ÁREA 3 - BATIMETRIA

-10.0 - Isolinhas de profundidade

200 0 200 400 600

metrosSAD69 / UTM zona 23S

Escala 1:10000

-17.0-16.6-16.1-15.7-15.3-14.8-14.4-13.9-13.5-13.1-12.6-12.2-11.8-11.3-10.9-10.5-10.0-9.6-9.2-8.7-8.3-7.8-7.4-7.0-6.5-6.1-5.7-5.2-4.8-4.4-3.9-3.5-3.0-2.6-2.2-1.7-1.3-0.9

PROFUNDIDADE(m)

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557000 558000 559000 560000 561000

-23°

0'50

"-2

3°

-23°0'50"-23°

-44°26'40" -44°25'50" -44°25' -44°24'10"

-44°26'40" -44°25'50" -44°25' -44°24'10"

- 1 8. 0

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- 16. 0

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0.41-

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5.31-

5.31-

5.31-

0.31-

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5.21-

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0.11-

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5.9-

-9

.5

0.8-

0.8-

0.7-

0 . 6 -

0.6-

0.6-

- 5. 5

Figura 5 – Mapa batimétrico.