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UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ – UNIVALI
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR – CTTMar
CURSO DE OCEANOGRAFIA
MAIARA WERNER PINTO
VARIAÇÃO MORFOLÓGICA E VOLUMÉTRICA DAS PRAIAS DA ENSEADA
DO ITAPOCORÓI – SC UTILIZANDO O MÉTODO DGPS-RTK
Itajaí
2012
UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ – UNIVALI
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR – CTTMar
CURSO DE OCEANOGRAFIA
MAIARA WERNER PINTO
VARIAÇÃO MORFOLÓGICA E VOLUMÉTRICA DAS PRAIAS DA ENSEADA
DO ITAPOCORÓI – SC UTILIZANDO O MÉTODO DGPS-RTK
Monografia apresentada como
parte dos requisitos para
obtenção do grau de Bacharel em
Oceanografia da Universidade do
Vale do Itajaí, Centro de Ciências
da Terra e do Mar.
Orientador: Rafael Sangoi
Araujo, MSc
Itajaí
2012
MAIARA WERNER PINTO
VARIAÇÃO MORFOLÓGICA E VOLUMÉTRICA DAS PRAIAS DA ENSEADA
DO ITAPOCORÓI – SC UTILIZANDO O MÉTODO DGPS-RTK
Essa Monografia foi julgada adequada para a obtenção do título de Oceanógrafa e
aprovada pelo Curso de Oceanografia da Universidade do Vale do Itajaí, Centro de
Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar – CTTMar.
Itajaí, 29 de Novembro de 2012.
Prof. MSc. Rafael Sangoi Araujo
UNIVALI-CTTMar
Prof. Dr. João Thadeu de Menezes
UNIVALI-CTTMar
Profa. MSc. Maria Inês Freitas dos Santos
UNIVALI-CTTMar
Itajaí
2012
NOTA
O presente documento – Trabalho de Conclusão de
Curso – faz parte do processo de avaliação da
disciplina Projeto de Graduação do curso de
Oceanografia da UNIVALI, a qual tem os
seguintes objetivos:
Proporcionar aos acadêmicos, condições
complementares de atividades de
aprendizagem teóricas e práticas nos
diferentes campos de atuação profissional;
Proporcionar condições para que os
acadêmicos formados desenvolvam atitudes e
hábitos profissionais, bem como adquiram,
exercitem e aprimorem seus conhecimentos;
Estimular a especialização em um campo de
atividade específica;
Promover a integração entre o acadêmico
formado e o mercado de trabalho.
O TCC é resultado do trabalho do aluno, executado
sob orientação de um professor orientador. Por ter
como finalidade documentação de aprendizado,
não se trata de uma publicação científica estrito
senso, sendo que os métodos empregados,
resultados e conclusões obtidas, devem ser
consideradas nesse contexto. Maiores informações
sobre o conteúdo específico do documento podem
ser obtidas com o autor ou o professor orientador
do trabalho.
DEDICATÓRIA
“... À minha mãe, meu amor maior..."
AGRADECIMENTOS
Primeiramente agradeço a Deus por me dar saúde, sabedoria e força, por me
amparar nos momentos difíceis e me escutar todos os dias. OBRIGADA SENHOR!
Agradeço à minha rainha, minha guerreira, meu orgulho, meu porto seguro
(minha mãe), por nunca desistir de mim, sempre me apoiar e dar todo o suporte
necessário para a realização dos meus sonhos. TE AMO!
Ao amor incondicional dos familiares (em especial Tia Nete e Carol) por todos
esses anos de convívio, carinho, atenção e zelo; MUITO obrigada.
A todos meus amigos da Natação e do Triathlon, por toda força, crescimento
pessoal e amadurecimento, durante todos esses anos de convívio; em especial Tia
Vanuza, Gustavo, Ale e grande Dra. Maria Lúcia. Obrigada mais uma vez, por essa
amizade verdadeira, por sempre arrumar um tempinho e fazer tanto por mim; sua força
e incentivo, nessa reta final, foram indispensáveis.
Agradeço a todos, do 7° Batalhão do Corpo Bombeiro Militar, pelo
conhecimento transmitido, por me proporcionar experiências únicas e poder vivenciar
todo o treinamento realizado, nas temporadas de trabalho. Muito obrigada a todos pelo
grande crescimento e fortalecimento pessoal; em especial ao Tenente Coronel Mocelin,
capitão Cameu, tenente Fábio Pacheco, Sargento Ferreira e minha amiga Soldado Ana
Pedroso.
Muito obrigada as minhas irmãs de coração (Marina Cordella e Priscila Rocha) e
a minhas amigas e amigos: Camila, Luna, Najla, Nathália e Tatiane por todos esses anos
de amizade verdadeira, que a ausência e a distância não conseguiram quebrar esses
laços. A todos que passaram na minha vida e me fizeram feliz, aos também que hoje não
estão mais aqui e fazem muita falta na minha vida, amo vocês.
Aos amigos que fiz durante esses anos vividos aqui em Itajaí (Aline Vicente,
Ana Paula, Carol, Eloah, Fabiana Quito, Gabriel, Guilherme, Laís, Mariana, Marina,
Rafaela, Rhuan e Shirly) obrigada por compartilharem tantos momentos de estudos,
alegria, risadas, viagens, festas, parcerias, ansiedades e nervosismos.
As novas parcerias, Bruna, Júlia e Thomaz, obrigada por sempre lembrar de
mim, por todo carinho, parceria, atenção, preocupação, pelas palavras de força e ânimo
de praticamente todos os dias.
Agradeço ao Programa de Bolsas de Pesquisa do Artigo 170, pela oportunidade
da bolsa concedida, financiada parcialmente pelo executivo Estadual, através da Lei
Complementar 180, Art. 170 da Constituição Estadual, a qual auxiliou no Projeto do
presente trabalho.
A todos os amigos que fiz nos Laboratórios de Mergulho Submarino (LMS), de
Oceanografia Geológica (LOG) e ao técnico e companheiro de campo, Marcus Paulo
Berribili.
Agradeço ao Laboratório de Climatologia e de Geoprocessamento, pela
transferência dos dados de ventos e ondas, em especial ao Professor Sergey por todo
suporte dado, quando requisitado.
A todos os professores que tive até aqui, pelo conhecimento transmitido, pela
paciência, dedicação, carinho e amizade. Em especial agradeço a Tia Márcia que desde
minha infância teve um papel importantíssimo e é muito especial para mim. E ao
Ewerton Wegner por depositar tanta confiança em mim desde o início, obrigada por
todos os momentos compartilhados, pelas experiências maravilhosas, subaquáticas e
vivência de vida; meu respeito, consideração e admiração.
Ao professor João Thadeu, por toda paciência durante nossas conversas,
encontros e ajudas, principalmente nos momentos de desespero. Sem palavras!
E por fim, não menos importante, ao meu orientador, Rafael Sangoi Araujo, por
todo tempo despendido a mim, pelo conhecimento que me foi passado durante essa
trajetória, pela sua calma, paciência e por toda a força e apoio durante esse período,
fundamental para o meu sonho se concretizar.
“...Somos homens e mulheres de espírito
inquieto. Buscamos na nossa vida mais do
que foi dado. Passamos por grandes provas
para nos aproximar dos
peixes. Transformamos nossos pés em
grandes nadadeiras, seguramos o calor do
nosso corpo com peles falsas e chegamos
até a levar um novo pulmão em nossas
costas. E tudo isto para quê ? Para
podermos satisfazer uma paixão, um
sonho…”
Carta aos Mergulhadores - Jacques Yves Cousteau
SUMÁRIO
RESUMO ............................................................................................................................... 15
1 INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 16
1.1 Área de estudo ......................................................................................................... 17
2 OBJETIVO ..................................................................................................................... 22
2.1 Geral ....................................................................................................................... 22
2.2 Específicos .............................................................................................................. 22
3 REFERENCIAL TEÓRICO ............................................................................................ 22
3.1 Conceitos Ambientais .............................................................................................. 22
3.1.1 Linha de costa .................................................................................................. 22
3.1.2 Indicadores da linha de costa ............................................................................ 23
3.1.3 Morfodinâmica e classificação de praias arenosas............................................. 24
3.1.4 Erosão costeira ................................................................................................. 29
3.1.5 Zonas de erosão acentuada (ZEA) .................................................................... 31
3.2 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ..................................................... 32
3.2.1 Praias de enseada ............................................................................................. 32
3.2.2 Praia de Itajuba e Piçarras ................................................................................ 34
3.2.3 Praia Alegre ..................................................................................................... 35
3.2.4 Condicionantes meteorológicas e hidrodinâmicas ............................................. 35
3.3 Conceitos Metodológicos ......................................................................................... 37
3.3.1 Sistema de Posicionamento Global ................................................................... 37
3.3.2 Sistema de Posicionamento Global Diferencial - DGPS .................................... 39
3.3.3 Cinemática em Tempo Real (Real Time Kinematic- RTK) ................................ 41
3.4 Métodos de Análises ................................................................................................ 41
3.4.1 Métodos de Interpolações ................................................................................. 41
4 METODOLOGIA ........................................................................................................... 49
4.1 Coleta de dados ....................................................................................................... 50
4.2 Tratamento dos dados .............................................................................................. 54
4.3 Método para determinação do melhor interpolador ................................................... 57
4.4 Cálculo da variação volumétrica da superfície interpolada ........................................ 62
4.5 Validação ................................................................................................................ 64
5 Resultados e Discussão.................................................................................................... 65
5.1 Escolha do método de interpolação .......................................................................... 65
5.2 Variação morfológica e volumétrica da Enseada em associação com níveis de energia
distintos (levando em conta ventos, ondas e marés) ............................................................. 66
5.3 Validação ................................................................................................................ 80
6 Conclusão ....................................................................................................................... 80
7 Considerações Finais ....................................................................................................... 83
8 Referências ..................................................................................................................... 84
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Localização da área de estudo (coordenadas UTM, Datum SAD 69). ........................ 18
Figura 2: Setor 1 - Barra Velha................................................................................................ 20
Figura 3: Setor 2- Piçarras. ...................................................................................................... 20
Figura 4: Setor 3 - Praia Alegre. .............................................................................................. 21
Figura 5: Setor 4 – Em frente à Laje do Jaques. ....................................................................... 21
Figura 6: Diversos exemplos de indicadores de linha de costa ................................................. 24
Figura 7: Classificação hidrodinâmica na parte superior, e morfológica na parte inferior. ........ 25
Figura 8: Classificação dos estágios morfodinâmicos de praias formulados por WRIGHT &
SHORT (1984) e Short (2006). ............................................................................................... 27
Figura 9: Escalas espaciais e temporais relacionadas à evolução costeira ................................. 29
Figura 10: Forma em planta de uma praia de Enseada com ondulação predominante de Leste. . 33
Figura 11: Ressaca ocorrida na região no dia 21/05/2012. Foto tirada na Praia de Cabeçudas... 36
Figura 12: Representação dos planos orbitais juntamente com os satélites, em órbita ao redor da
Terra, os quais compõem o Sistema de Posicionamento Global. .............................................. 37
Figura 13: Esquema do funcionamento do DGPS. ................................................................... 39
Figura 14: Em A: O ponto a ser estimado se baseia nos valores dos pontos aquisitados bem
como na distância relativa desses. Em B: Pontos mais próximos à célula que será estimada
possuem pesos maiores. .......................................................................................................... 42
Figura 15: A existência de uma barreira física na superfície amostrada faz com que ocorra uma
diferença significativa entre um lado e outro, logo, não se deve usar valores de pontos de ambos
os lados, pois não ocorrerá uma interpolação com exatidão. .................................................... 43
Figura 16: A superfície resultante da interpolação não apresenta pontos acima ou abaixo das
faixas de valores máximos e mínimos que foram aquisitados. .................................................. 44
Figura 17: A linha tracejada apresenta uma menor potência do interpolador e a linha sólida
representa uma maior potência. Logo, quanto maior a potência, mais localizado será o efeito de
um ponto aquisitado sobre a superfície. ................................................................................... 45
Figura 18: Ilustração esquemática da Krigagem, a qual promove a autocorrelação espacial dos
pontos amostrados, a partir da distância e direção de cada par de pontos. ................................. 46
Figura 19: O método estima valores desconhecidos, “esticando” a superfície através de valores
aquisitados. ............................................................................................................................. 47
Figura 20: A interpolação resultante do Spline passa através dos pontos amostrados e pode
ultrapassar o conjunto de pontos da amostra. ........................................................................... 48
Figura 21: Criação do Polígonos de Thiessen sobre a triangularização de Delaunay. ................ 49
Figura 22: DGPS-RTK, antena base e antena móvel e coletora de dados na case de
armazenagem do equipamento. ............................................................................................... 51
Figura 23: RN do Molhe de Piçarras........................................................................................ 51
Figura 24: Acomodação da antena móvel ã mochila para aquisição dos dados. ........................ 52
Figura 25: A) Linha do runup instantâneo que delimitava inferiormente os zigue-zagues; B)
Linha de vegetação onde também era realizado o caminhamento para delimitação superior dos
zigue-zagues opostos............................................................................................................... 53
Figura 26: Na inexistência da linha de vegetação no Setor 2, o caminhamento era realizado no
limete dos muros das residências. ............................................................................................ 53
Figura 27: Caminhamento apresentado através do coletor de dados na função mapa. A) Linha do
runup instantâneo; B)Linha de vegetação. ............................................................................... 54
Figura 28: Criação da Barreira com uma área comum a todos os caminhamentos..................... 55
Figura 29: A: Barreira para Barra Velha (S-1); B: Barreira para Piçarras, em pontilhado Setor
sem a ZEA, em verde Setor com a presença da ZEA (S-2); C: Barreira para Praia Alegre (S-3) e
em D: Barreira para a Laje do Jaques (S-4).............................................................................. 56
Figura 30: Zona de erosão acentuada (ZEA) durante o campo 8 (A); campo 9 (B); campo 10
(C); campo 11 (D); campo 12 (E), nos quais não foram possíveis realizar o caminhamento...... 57
Figura 31: Adição de uma nova coluna para calcular o Erro Absoluto. ..................................... 58
Figura 32: Maneira pela qual foi efetuado o cálculo do erro. .................................................... 58
Figura 33: No próprio Software ArcGis®10, com a ferramenta Statistics, foram obtidos os
valores do Erro Médio e do Desvio Padrão. ............................................................................. 59
Figura 34: Em A: Histograma gerado para o Erro Absoluto do IDW no décimo primeiro campo.
Em B: Media e Desvio Padrão do Erro Absoluto para o IDW do décimo primeiro campo. ....... 59
Figura 35: Plote dos valores do Erro Médio e do Desvio Padrão, para os quatro métodos de
interpolação analisados, no Microsoft Office Excel. ................................................................ 60
Figura 36: Testes realizados para decisão do melhor valor de tamanho de célula para a
interpolação. ........................................................................................................................... 61
Figura 37: Janela do cálculo do volume total do setor através da ferramentas 3D Analyst com
fator z = 1 metro e levando em conta a porção do perfil acima da cota zero. ............................ 63
Figura 38: Exemplo de resultado das interpolações realizadas com IDW para o Setor 1, 2 (com a
ZEA) e 3, com dados do primeiro campo................................................................................. 67
Figura 39: Exemplo de resultado das interpolações realizadas com IDW para o Setor 1, 2 (sem a
ZEA) e 4, com dados do décimo segundo campo. .................................................................... 67
Figura 40: Representação gráfica das variações volumétricas de Barra Velha. ......................... 70
Figura 41: Representação da variação morfológica em Barra Velha durante o segundo e o sexto
campo. .................................................................................................................................... 71
Figura 42: Oitavo e o nono campo com ventos de NW e ondulação de SE apresentou maior
largura na porção Norte e Sul e a diminuição dessa largura, durante ventos e ondulação de NE,
ocorrido no quinto e no décimo primeiro campo. ..................................................................... 72
Figura 43: Representação gráfica das variações volumétricas de Piçarras com e sem a ZEA. ... 74
Figura 44: Comparação de um campo (quinto) escolhido aleatoriamente com o sétimo campo.
Onde é possível notar a maior largura praial do sétimo campo, ao Sul do Setor........................ 75
Figura 45: Representação gráfica das variações volumétricas da Praia Alegre. ......................... 76
Figura 46: Comparação da largura praial para os campos que apresentaram o maior e o menor
volume praial do S-3. .............................................................................................................. 76
Figura 47: Representação gráfica das variações volumétricas da Laje do Jaques. ..................... 77
Figura 48: Comparação da largura praial para os campos que apresentaram o maior e o menor
volume praial no S-4. Com destaque para as diferenças nas porções das extremidades do Setor.
............................................................................................................................................... 78
Figura 49: Representação da variação morfológica no Setor em frente à Laje do Jaques, durante
o sétimo e nono campo. ........................................................................................................... 79
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Ordem dos campos, datas, locais e extremidades dos setores. ................................... 50
Tabela 2: Resultado dos cálculos executados através da estatística do ArcGis® 10, para analisar
qual o melhor método de interpolação a ser usado para a amostragem. .................................... 65
Tabela 3: Apresentação da média da variação volumétrica cada Setor amostrado durante um
ano.......................................................................................................................................... 68
Tabela 4: Dados obtidos do site da Marinha do Brasil, do Instituto Nacional de Meteorologia e
pelo Lab. de Climatologia e de Geoprocessamento da UNIVALI para associação com a variação
da morfologia e volume praial da Enseada. .............................................................................. 69
Tabela 5: Valores em m3/m de todos os Setores amostrados durante um ano e suas respectivas
médias. No S-2, vale ressaltar que a partir do sétimo campo (valor sublinhado), a ZEA não pode
mais ser amostrada justificando a queda no volume sedimentar do Setor. ................................ 73
LISTA DE APÊNDICE
Apêndice I: Esquematização para transferência dos dados coletados para um
pendrive....................................................................................................................................... 91
Apêndice II.1: Demonstração da variação morfológica para Barra Velha através do Software
ArcScene.......................................................................................................................................92
Apêndice II.2: Demonstração da variação morfológica para Piçarras com a ZEA através do
Software ArcScene ..................................................................................................................... 93
Apêndice II.3: Demonstração da variação morfológica para Piçarras sem a ZEA através do Software
ArcScene..................................................................................................................................................... 94
Apêndice II.4: Demonstração da variação morfológica para Praia Alegre através do Software
ArcScene...................................................................................................................................... 95
Apêndice II.5: Demonstração da variação morfológica para Setor em frente a Laje do Jaques
através do Software ArcScene..................................................................................................... 96
Apêndice III.1: Representação esquemática da incidência de ventos e ondas para quando o Setor de Barra
Velha apresentou menor volume praial à esquerda e maior volume à direita............................................ 97
Apêndice III.2: Representação esquemática da incidência de ventos e ondas para quando o Setor
de Piçarras apresentou o menor volume praial................................................................. 98
Apêndice III.3: Representação esquemática da incidência de ventos e ondas para quando o Setor da Laje
do Jaques apresentou menor volume praial à esquerda e maior volume à direita...................................... 99
RESUMO
No contexto de morfologia praia, o presente trabalho tem como objetivo geral investigar
a variação da morfologia e volume praial subaéreo das praias da Enseada do Itapocorói-
SC e como específicos, levantamentos morfológicos mensais da porção subaérea em
quatro regiões da Enseada do Itapocorói as quais apresentam distintos estágios
morfodinâmicos, cálculo da variação volumétrica em escala espacial e temporal e,
finalmente, comparação da variação morfológica e volumétrica para definir um padrão
de comportamento do ambiente praial em diferentes condições de energia no período
aproximado de um ano. Para tanto, a metodologia consistiu de: (1) amostragens mensais
em campo, por meio de um caminhamento na linha do runup instantâneo, na linha de
vegetação e zigue-zagues opostos entre elas, com equipamento DGPS-RTK, (2)
tratamento dos dados, com o software ARCGIS®10; (3) interpolação dos dados, através
do mesmo software, a fim de verificar o método de interpolação mais adequado, ou seja,
com a menor média do erro absoluto e o menor desvio padrão; (4)criação de barreiras
para delimitação uma área comum a todos os setores amostrados; (5) interpolação dos
36 setores amostrados; 6 cálculo do volume sedimentar no pós-praia para todos os
setores analisados e por fim, (7) análise da variação mensal dos setores, associados aos
dados de onda, vento e maré. Os resultados evidenciam que o método de interpolação
mais adequado para essa amostragem, foi o IDW; a utilização de barreiras foi de
extrema importância para diminuir o erro da interpolação, bem como delimitar uma ára
comum aos setores amostrados. No que diz respeito à relação entre ondulação, vento e
maré, cada setor apresentou um resultado diferenciado. Para Barra Velha, ocorre a
diminuição do seu volume praial com ondulação de SE e ventos do quadrante NE. O
campo que apresentou maior volume e largura praial para esse Setor ocorreu com
ondulação e ventos do quadrante NE; a menor largura ocorreu durante ventos de NE e
ondulação de Sudeste. O setor de Piçarras foi dividido em dois, sendo um com a Zona
de Erosão Acentuada e outro sem. Para ambos, o menor volume praial ocorreu com
ventos do quadrante NE e NW, respectivamente. O maior volume praial no subsetor
com a Zona de Erosão Acentuada ocorreu durante ventos de NE; no outro, ocorreu com
ventos de NW/N e ondulação de SE. Praia Alegre apresentou uma leve erosão praial. O
setor da Laje do Jaques apresentou um equilíbrio, tendo uma pequena variação em seu
volume; o menor volume praial com ventos de NE/L e ondulação de SE e o maior
volume, durante ventos de NW/SW e ondulação de SE. Os resultados apresentados
juntamente com o regime energético citado, são explicados pela orientação da linha de
costa da Enseada.
Palavras-chave: Morfologia praial. DGPS-RTK. Erosão costeira.
16
1 INTRODUÇÃO
As praias, de forma geral, são ambientes de grande dinâmica. Segundo Short
(1999) e Klein (2004), estas sofrem constantemente alterações em sua morfologia,
resultante das variações no regime energético incidente (i.e. clima de ondas), do nível
d’água (i.e. eventos de tempestades), e também, devido ao desequilíbrio no suprimento
sedimentar local. A transformação de ondas em águas rasas (como empinamento,
shoalling, refração e difração) geram padrões de circulação que influenciam no
transporte de sedimento na zona costeira, podendo ocasionar a perda da energia de
onda, e também alterar a morfologia da linha de costa (BAPTISTA NETO et. al., 2004).
Bird (2008) assume que a linha de costa é a margem de terra na altura normal da
maré de sizígia e pode ser a base da inclinação para o mar ou para a margem de dunas e
terra secas.
A definição de Costa/Litoral é bastante diversificada, sendo que os limites
espaciais da Zona Costeira, onde ocorrem processos morfodinâmicos desde o
Quaternário, incluem a Planície Costeira, a Antepraia e a Plataforma Continental
interna. Sendo a Zona Costeira um ambiente altamente dinâmico, está sujeito a
constantes alterações morfológicas.
O conceito de “Morfodinâmica” se baseia em descrever o ambiente através de
observações morfológicas e dinâmicas, devido a processos físicos que estão sempre
relacionados às características ou mudanças da morfologia e vice-versa (CALLIARI et
al., 2003). Da mesma forma que o aumento da urbanização das zonas costeiras e
intervenções antrópicas são fatores importantes para a modificação da morfologia do
local (HOEFEL, 1998), atualmente, as atividades humanas afetam direta ou
indiretamente todos os ambientes naturais, com ações em nível local que têm
repercussão nos processos de escala global (CORREA et al., 2009).
Monteiro (2010) cita que as Praias da Enseada do Itapocorói são exemplos de
variações morfológicas resultantes das interações entre processos modificadores e
sócio-ambientais. De acordo com Araujo (2008), após a estabilização da barra do rio
Piçarras, juntamente com o aumento da competência hidráulica, possivelmente o
sedimento é depositado além da profundidade de fechamento, em torno de 2,5m para a
região Sul da enseada, o que tem gerado uma diminuição do aporte sedimentar para as
praias adjacentes, resultando em um processo erosivo local, até os dias atuais.
17
Klein (2004) estudando as praias de Enseada de Santa Catarina classificou os
ambientes em expostos (refletivos, intermediários e dissipativos), semi-expostos e
protegidos, de acordo com a presença de promontórios e baías, variações da morfologia,
distância entre os promontórios, forma da enseada, angulação de incidência das ondas,
distribuição do tamanho de grão e declividade da antepraia.
Sendo de grande importância os estudos para acompanhar a variação da
morfologia e variação do volume de sedimento no local, Monteiro (2010) comenta que é
notório o aumento de estudos da variação morfológica desenvolvidos por métodos de
posicionamento por satélite (e.g. DGPS-RTK), podendo esses perceberem as variações
do perfil praial devido à ação de eventos erosivos e ao aumento da energia de ondas
incidentes no local, com precisão e acurácia bastante significativa. Com o sistema
DGPS-RTK, a coleta de dados ocorre em tempo real, com resolução espacial e temporal
de alta qualidade, pois o volume de dados obtidos é grande em comparação com outros
métodos topográficos tradicionais, como teodolitos eletrônicos ou estações totais
(FONTÁN et al., 2009).
Dessa forma, neste trabalho será analisada a variação da morfologia e do volume
das praias da Enseada do Itapocorói através de levantamentos de dados com DGPS-
RTK, pelo fato dessas estarem confinadas em uma região dinamicamente diversificada,
em uma área relativamente pequena e por apresentarem problemas de erosão crônica
desde a década de 1970. Além disso, o presente trabalho visa contribuir para o
entendimento do balanço de sedimentos na região da enseada e áreas adjacentes.
1.1 Área de estudo
A região estudada compreende a Enseada do Itapocorói, localizada no litoral
centro-norte do Estado de Santa Catarina e é composta por Itajuba, Piçarras e Praia
Alegre (Figura 1).
18
Figura 1: Localização da área de estudo (coordenadas UTM, Datum SAD 69).
Sua economia é voltada para o turismo, visto que durante o período de verão a
cidade chega a receber 80 mil turistas, segundo Plano Básico de Desenvolvimento
Ecológico e Econômico – PBDEE, realizado pela Associação dos Municípios da Foz do
Rio Itajaí –AMFRI (1997). O local de estudo também apresenta um setor terciário, de
comércio e serviços altamente desenvolvidos, representando 90% do capital gerado
(CELESTINO, 2001).
A Enseada possui cerca de 9,5 km de extensão, limitada ao Norte pelo
promontório de Itajuba e ao Sul pela ponta de Penha. A região setentrional da Enseada
do Itapocorói apresenta um segmento quase retilíneo, com orientação NNW-SSE e a
porção central possui um segmento mais curvo e protegido das ondulações provenientes
dos quadrantes Sul e Sudeste (HOEFEL, 1998).
O clima de ondas na região Sul do país, de acordo com Araujo et al. (2003),
apresenta uma ocorrência bi-modal, composto por ondulações de vagas com período de
8 s e altura de 1,25 m na direção Leste e ondulações de “swell”, com período de 12 s e
altura variando de 1,25 m no verão até 2 m no inverno, com direção predominante de
Sul. A média da maré astronômica varia cerca de 0,8 m e a máxima pode atingir 1,2 m
(TRUCCOLO, 1998).
19
Na Enseada do Itapocorói, os graus de exposição aos regimes energéticos
aumentam da região mais ao Sul em direção ao Norte, sendo que a região Sul (i.e. Praia
Alegre), mais abrigada, apresenta maior largura da porção subaérea e menor mobilidade
do perfil (KLEIN e MENEZES, 2001; ARAUJO et al., 2009 e KLEIN et al., 2009). E
devido aos diferentes graus de exposição às ondas, suas praias apresentam distintas
características morfodinâmicas (KLEIN, 2004).
De acordo com Klein e Menezes (2001), a Enseada do Itapocorói apresenta
locais com estágio morfodinâmico intermediário (Setor 1 - Itajuba, Barra Velha-SC e
Setor 4 - Porção Norte de Piçarras, Balneário Piçarras-SC), outros reflectivos (Setor 2 –
Porção Sul de Piçarras, Balneário Piçarras-SC) e dissipativos também (como no Setor 3
- Praia Alegre, Penha-SC). Os autores explicam ainda que para definir um tipo de praia,
depende do tamanho do grão de sedimento disponível e que o estado morfodinâmico
das praias depende do contexto geológico da área (e.g. presença/distância entre
promontórios e sua orientação, morfologia da praia e da plataforma interna, morfologia
da planície costeira e da fonte/tipo de sedimento) e de fatores hidrodinâmicos (e.g.
altura de quebra, período, variação relativa da maré e processos de empinamento,
refração, difração e cisalhamento).
Para a aquisição dos dados foram delimitados, inicialmente, 3 setores: Setor 1
em Barra Velha (Figura 2), Setor 2 em Piçarras (Figura 3) e o Setor 3 em Praia Alegre
(Figura 4).
O primeiro Setor (S-1) corresponde a Barra Velha, onde o caminhamento foi
realizado entre os perfis 51 e 54.
20
Figura 2: Setor 1 - Barra Velha.
O segundo Setor (S-2) se localiza em Piçarras, entre o molhe (perfil 05) e o
espigão (perfil 9), mais ao Sul.
Figura 3: Setor 2- Piçarras.
21
O terceiro Setor (S-3) amostrado compreende a Praia Alegre por inteiro, entre os perfis
01 e 04.
Figura 4: Setor 3 - Praia Alegre.
Como já foi observado por Araujo (2008) e Klein e Menezes (2001), a porção
Sul da Enseada (Praia Alegre), que por sua vez é mais abrigada, apresenta uma menor
variação no perfil praial. Desta forma foi adicionado mais um Setor (4) em frente à Laje
do Jaques (Figura 5), onde nota-se uma saliência resultante da difração das ondas
incidentes sobre essa Laje submersa próxima à costa, podendo ter uma maior variação
morfológica e volumétrica para ser analisada. Esse foi o quarto e último Setor (S-4)
amostrado, entre os perfis 39 e 43.
Figura 5: Setor 4 – Em frente à Laje do Jaques.
22
2 OBJETIVO
2.1 Geral
Analisar a variação da morfologia e do volume praial subaéreo,
utilizando DGPS-RTK na Enseada do Itapocorói-SC.
2.2 Específicos
Realizar levantamentos morfológicos mensais da porção subaérea em
quatro regiões da Enseada do Itapocorói, utilizando DGPS-RTK.
Calcular a variação volumétrica em escala espacial e temporal dos quatro
ambientes estudados em cada mês.
Comparar a variação volumétrica entre os quatro ambientes estudados
(dissipativo, refletivo-intermediário e intermediário) ao longo do tempo,
para definir um padrão de comportamento do ambiente praial em
diferentes condições de energia.
3 REFERENCIAL TEÓRICO
3.1 Conceitos Ambientais
3.1.1 Linha de costa
A linha de costa é a interface física entre a terra e a água (BOAK & TURNER,
2005), bem demarcada por uma feição geomorfológica (Suguio & MARTIN, 1992),
sendo uma das feições mais dinâmicas do planeta (ROCHA et al., 2009).
Menegucci (2011) explica que a linha de costa varia constantemente ao longo do
tempo, devido ao transporte de sedimentos pela costa e ao longo desta, e principalmente
pela dinâmica dos níveis de água, causados pelas ondas, marés, tempestades, setup,
runup, entre outros, no espaço até a costa.
Medir ou demarcar a linha de costa é um desafio que envolve geralmente algum
tipo de erro, devido à técnica adotada para a aquisição desta e também por envolver a
percepção do responsável pela amostragem (STOCKDON et al., 2002). As técnicas
para delimitar a linha de costa, dependem da fonte de dados e também da definição
escolhida (BOAK & TURNER, 2005). Contudo, para se obter uma boa amostragem,
com alta precisão, é necessário atentar para alguns aspectos, tais como: identificação e
23
definição do indicador escolhido, correta configuração e aquisição no tempo e no
espaço, metodologia e softwares adequados (MENEGUCCI, 2011).
Desta forma, os dados coletados e os resultados obtidos podem servir como uma
importante base para a gestão costeira, uma vez que nas praias arenosas, a linha de costa
tem sido muito utilizada pelo homem (e.g. para fins recreacionais e turístico). Essa
crescente ocupação promove muitas vezes, um desenvolvimento sem planejamento e
desenfreado, resultando em problemas com consequência no sistema praial.
Justificando a importância de estudos da linha de costa e o acompanhamento de
suas mudanças, Anders & Byrnes (1991), explicam que esses estudos são de extremo
valor para o planejamento e gerenciamento costeiro, pelo fato de fornecerem subsídios
para o estabelecimento de faixas de recuos da zona litorânea, permitirem notar áreas de
risco de erosão costeira e também contribuírem com informações para a implantação de
obras de engordamento, construção de guias correntes, molhes, entre outros.
3.1.2 Indicadores da linha de costa
Muitas vezes, em campo, ocorre a impossibilidade de aquisitar a linha de costa e
por isso, os pesquisadores geralmente adotam os indicadores da linha de costa. Porém,
deve-se atentar para os indicadores escolhidos, pelo fato da sua constante variação.
Alguns desses, como a linha de preamar e linha de baixamar devem estar referidos no
tempo e no espaço, outros não, por variarem sazonalmente e/ou descontinuamente,
como no caso da linha de vegetação e escarpas da praia (ROCHA et al. 2009).
Segundo Leatherman (2003), um bom indicador é aquele facilmente identificado
no campo ou em fotografias aéreas ou em imagens de satélite de qualquer praia.
Em sua revisão, Boak & Turner (2005), apresentam uma gama de possíveis
indicadores (Figura 6). Dentre esses, os utilizados com maior frequência são: linha de
preamar (HWL – “High Water Line”), linha de runup instantâneo na zona de
espraiamento das ondas, escarpas da praia, linha de detritos e linha de contorno da
vegetação.
24
Figura 6: Diversos exemplos de indicadores de linha de costa
Fonte: Modificado de MENEGUCCI (2011).
3.1.3 Morfodinâmica e classificação de praias arenosas
De acordo com a definição que Hoefel (1998) formulou para praia, essa é um
depósito de sedimentos não coesivos e inconsolidados sobre a zona costeira, dominado
por ondas e limitado, internamente, ou pelos níveis máximos de ação de ondas de
tempestades ou pelo início da ocorrência de dunas fixadas ou de qualquer outra
alteração fisiográfica brusca e, externamente, é limitada pela profundidade de
fechamento interna ou pelo início da zona de arrebentação.
A autora citada, bem como Komar (1976) e Short (1999), propuseram uma
classificação das zonas dinâmicas e morfológicas de uma praia, como apresentado na
Figura 7, onde nota-se que em cada zona existe um processo físico predominante,
diretamente relacionado com a incidência de ondas nesse local. São elas:
25
Figura 7: Classificação hidrodinâmica na parte superior, e morfológica na parte inferior.
Fonte: Modificado de University of California (2003). Em: http://www.coastalchange.ucsd.edu/st3_basics/beaches.html
Antepraia (shoreface): Região dominada por processos de empinamento de
onda, que se estende até a costa, limitada externamente pela profundidade de
fechamento externa, até a profundidade de fechamento interna (visualmente, até
o inicio da zona de arrebentação). Nessa zona, nota-se uma dominância dos
processos de empinamento de onda, devido à interferência da batimetria, onde as
ondas aumentam sua esbeltez e o seu comprimento tende a diminuir, até o
momento que colapsam.
Praia média: Zona do perfil onde ocorrem os processos de arrebentação e de
surfe das ondas. Logo, as características dessa região estão diretamente
relacionadas ao tipo de onda incidente e como essas quebram. Assim, observa-se
diferentes processos físicos nessa zona, como por exemplo, correntes
longitudinais, transversais à praia e oscilações de infra-gravidade (onda que
apresenta altura pequena e comprimento longo).
Face da praia (beach face): Área do perfil praial onde ocorrem os processos de
espraiamento de ondas e observam-se processos de fluxo (swash ou uprush) e
refluxo (backwash).
26
Pós-praia (backshore): Localiza-se na porção subaérea do perfil praial, desde o
limite máximo do espraiamento até o início das dunas fixadas por vegetação ou
qualquer alteração fisiográfica brusca (por exemplo, escarpas).
Os processos que condicionam o comportamento das praias se iniciam na
antepraia, devido à troca de sedimento nessa região através da zona de arrebentação,
que por sua vez depende do clima de ondas de águas profundas e pelo grau de
modificação que essas sofrem antes de colapsar (CALLIARI et al., 2002). Os autores
ainda explicam que para se estudar a morfodinâmica praial deve haver uma integração
entre observações morfológicas e dinâmicas para uma caracterização mais coerente do
ambiente.
A hidrodinâmica de uma praia é resultante da interação das ondas que incidem
na costa e são refletidas, ou parcialmente refletidas, dos modos ressonantes das
oscilações, dos fluxos permanentes ou aperiódicos originados pela arrebentação, ondas e
marés; esses fluxos geram atrito nos sedimentos e causam um gradiente espacial e
temporal no seu transporte, o que ocasiona mudanças na morfologia da praia, que por
sua vez induz mudanças no padrão hidrodinâmico dela, logo morfologia e
hidrodinâmica, estão diretamente relacionadas (WRIGHT & SHORT, 1984).
Calliari et al. (op. cit.), fizeram uma breve revisão dos estudos pioneiros sobre
morfodinâmica de praias, tema que foi estudado primariamente por Wright & Short (op.
cit.). Intensivos estudos desenvolvidos pelos autores anteriormente referenciados e um
mais recente feito por Short (2006), permitiram a identificação de seis estágios
morfológicos distintos associados ao regime hidrodinâmico do local, caracterizado por
dois extremos (estágio dissipativo e refletivo) e quatro estágios intermediários (Figura
8Figura 8).
27
Figura 8: Classificação dos estágios morfodinâmicos de praias formulados por WRIGHT &
SHORT (1984) e Short (2006).
Fonte: Adaptado de SILVEIRA (2008).
Praias Dissipativas – Caracterizadas por apresentarem sedimento fino e ondas
de alta energia, com altura regularmente ultrapassando 2,5 metros; esses
componentes fazem com que ocorra uma extensa zona de Surf (cerca de 500
metros). O tipo de quebra de onda é predominantemente deslizante e geralmente
não ocorrem correntes de retorno, porém se observa sistemas de bancos
múltiplos frequentemente. O pequeno tamanho de grão faz com que a praia
apresente uma baixa declividade (menor que 3º) e a linha de costa nesse tipo de
praia tente a ser relativamente estreito e uniforme.
28
Praias Intermediárias – São caracterizadas por possuírem areia média, por
apresentarem feições rítmicas, como bancos e cúspides e sua declividade é mais
acentuada do que a anterior. Essas, por sua vez, apresentam quatro estados
intermediários, onde ocorre uma diminuição da energia de onda conforme se
aproxima do estado refletivo. Os quatro estados intermediários são:
Banco e Cava Longitudinais – Apresentam uma morfologia de banco e cava
longitudinais bem definidas, sendo mais pronunciada que no estado dissipativo.
As ondas quebram no banco, se reformam na cava e voltam a quebrar na zona de
espraiamento. Em alguns casos ocorrem cúspides e correntes de retorno.
Banco e Praia Rítmicos – A praia e os bancos apresentam formas rítmicas com
cavas longitudinais definidas, causadas pelas correntes de retorno, que tendem a
ocorrer com maior intensidade.
Banco Transversal e RIP – Os bancos se dispõem transversalmente ou
perpendicularmente ligados à praia, sendo algumas vezes interrompidos por
correntes de retorno muito desenvolvidas. Na zona de surf existe a presença de
células de circulação. Também é possível notar escarpas na praia, geralmente em
frente a correntes de retorno; ao lado das escarpas, mega cúspides são visíveis e,
em direção ao mar, ocorre a deposição de sedimento, formando grandes bancos.
Crista e Canal/Terraço de Maré Baixa – Ocorrem em praias com altura de
onda média de 1 metro e apresenta um banco longitudinal soldado. Durante a
maré alta, com ondas menores que 1 metro, elas passam pela crista e/ou terraço e
não quebram até chegar à face da praia, tendo comportamento de estado
refletivo. Nas marés baixas, a crista e/ou terraço ficam mais expostos, fazendo
com que as ondas quebrem de forma mergulhante no banco e as ondas que
quebram do outro lado (i.e. após o banco), são as que podem formar as correntes
de retorno.
Praias Reflectivas – São caracterizadas por apresentarem sedimento grosseiro,
geralmente um declive maior, ausência da zona de surf, bem como de bancos
submersos. Assim as ondas se movem ininterruptamente até a face da praia para
29
então colapsarem. Esse estado de praia está mais relacionado com regiões de
baixa energia de ondas, porém podem ocorrer em regiões expostas.
3.1.4 Erosão costeira
O comportamento erosivo da costa está diretamente relacionado com as
variações morfodinâmicas e como resultado, nota-se a retração da linha de costa bem
como a perda do volume sedimentar.
A região estudada apresenta uma área com nítido processo erosivo (Piçarras),
que ao longo de décadas vem sofrendo com problemas e riscos, resultantes de alterações
naturais (e. g,. alterações na dinâmica local ou variações na frequência de tempestades)
e ações antrópicas (e. g. ocupação irregular e desordenada da zona costeira, ou
dragagens, ou aterros, entre outros) que ocasionaram um desequilíbrio no meio (FILHO,
2008).
As variações morfodinâmicas resultantes dessas ações citadas podem ocorrer em
diferentes escalas espaço-temporais. Segundo Cowell & Thom (1994), as escalas de
tempo são: instantânea, de eventos, de engenharia ou histórica e geológica (Figura 9).
Figura 9: Escalas espaciais e temporais relacionadas à evolução costeira
Fonte: Modificado de COWELL & THOM (1994).
30
Para Larson e Kraus (1995) e Klein (2004), as formas costeiras de grande escala
evoluem durante um longo período de tempo, enquanto que as feições costeiras de
pequena escala evoluem em um período de tempo menor. Ou seja, escala instantânea,
por exemplo, são os processos hidrodinâmicos (causados por ondas, correntes e em
menor frequência, por ventos), que estão associados a mudanças ocorridas no período
de dias a meses, onde alterações morfológicas podem ser claramente visualizadas.
Enquanto que em escala de engenharia, o ajuste progressivo da linha de costa ou a
transformações da zona costeira pela ação antrópica, são exemplos dessa.
Segundo Hoefel (1998) e Klein et al. (1999), o problema da erosão na região
estudada teve seu início lento, quando ocorreu a canalização de esgotos domésticos e de
águas pluviais; em seguida, a construção de dois guias correntes após o aterro do
sistema lagunar adjacente e juntamente com a intensa ocupação desordenada
incrementaram a perda de sedimentos da praia.
Para mitigar o problema, no ano de 1980 foi construído um gabião na praia de
Piçarras, o qual não reteve sedimento; em seguida, um espigão de concreto com 30
metros de extensão foi construído na ZEA, porém, também não apresentou eficácia e
fez com que o material inserido no sistema pelos Rios Iriri e Furado ficassem retidos na
parte Sul da estrutura e ao Norte, fosse removido devido ao balanço negativo (Klein et
al., 2009).
Então foram adicionados 880.000 m³ de sedimento ao longo de 2,2 km de linha
de costa, com material retirado de uma jazida marinha localizada na isóbata de 20 m
(Abreu et al., 2000). Este engordamento aumentou a largura da praia de Piçarras em
alguns pontos, em até 40 metros (HOEFEL, 1998).
Após nove anos da execução da obra de engordamento da praia, devido à ação
das ondas, marés e do balanço sedimentar negativo, praticamente todo o material
adicionado foi removido e ocorreu o aparecimento de uma ZEA próxima à
desembocadura do rio Piçarras (Araujo et al., 2008).
Para minimizar os danos causados pela erosão da linha de costa, em julho/agosto
de 2008, uma nova obra, essa de caráter emergencial, foi realizada no intuito de
primeiramente mitigar os efeitos da Zona de Erosão Acentuada. Então foi adicionando
120.000 m³ de sedimentos ao longo de 800 m de linha de costa, sendo que o sedimento
utilizado na obra era proveniente da antepraia da Praia Alegre (PROSUL, 2007).
31
Atualmente, as autoridades locais têm a intenção de realizar um novo projeto de
alimentação na região.
3.1.5 Zonas de erosão acentuada (ZEA)
É uma região que apresenta um transporte de sedimentos sem ter um aporte
suficiente, ou seja, um desequilíbrio no balanço sedimentar. A ZEA apresenta uma
perda de sedimento mais rápida que áreas adjacentes, ou uma perda mais rápida que o
esperado em um projeto de engordamento (BRIDGES, 1995). O autor citado
anteriormente identifica e avalia (quantitativamente e qualitativamente) a ZEA, através
de parâmetros, tais como: perda da largura praial, perda de volume sedimentar,
porcentagem de sedimento restante em comparação com o total depositado (quando
ocorrem os projetos de alimentação praial), ou a comparação entre as perspectivas de
comportamento de taxas evolutivas de linha de costa de áreas adjacentes.
A Regra de Bruun explica que o volume erodido de uma praia durante eventos
de alta energia (i.e. tempestades) é transportado em direção ao mar e tende a retornar
para a praia na medida em que as condições do ambiente buscam o equilíbrio (BRUUN,
1962). Porém, quando a frequência das tempestades é maior que o período necessário
para o ambiente praial se recompor, geralmente o volume erodido não retorna à região,
então o ambiente passa a apresentar características erosivas (ARAUJO, 2008).
Kraus e Galgano (2001), explicam que esse fenômeno pode ser classificado de
acordo com a duração, extensão de influência lateral, processos responsáveis pela sua
formação, mecanismo de erosão predominante (se ocorre longitudinalmente ou
perpendicularmente em relação à linha de costa) e se o processo pode ser previsto e/ou
remediado.
Dentre os vários tipos de ZEA apresentadas em literatura, Araujo (2008), elenca
algumas dessas que podem apresentar relação com os processos ocorridos na Enseada
do Itapocorói:
Dragagem seletiva: Espera-se a formação de ZEAs se diferentes composições
granulométricas são depositadas na praia, uma vez que sedimentos mais finos
geralmente são remobilizados com maior facilidade.
32
Presença de promontórios: Ao se aproximarem da costa, as ondas podem
encontrar obstáculos físicos naturais e artificiais que ocasionam a difração,
consequentemente podem alterar a orientação da linha de costa e o transporte
sedimentar.
Batimetria residual (após o aterro): Sedimento depositado de forma irregular
pela área de alimentação ou se esse for depositado além da profundidade de
fechamento, pode então ocorrer alteração da batimetria e como consequência,
causar a modificação nos padrões de propagação de ondas e esta distribuição
irregular de energia na costa pode influenciar no transporte sedimentar
longitudinal e gerar ZEAs.
Barreiras (espigões, desembocaduras, canais de maré e guia-correntes, por
exemplo) localizadas à sotamar: Geralmente ocasionam a diminuição ou mesmo
o bloqueio do transporte sedimentar longitudinal para as regiões adjacentes,
podendo dar origem a processos erosivos.
Deste modo, onde existe uma ZEA, pode haver interferência negativa no
engordamento de uma praia, porém, essa técnica de proteção e recuperação, que por sua
vez, menos agride o ambiente e é mais natural, está sendo uma das formas mais
utilizadas hoje em dia na tentativa de minimizar os problemas erosivos em praias
arenosas (KELLER,1992).
3.2 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
3.2.1 Praias de enseada
As praias definidas como “praia de enseada” são aquelas que apresentam um
formato de um meio coração ou de uma lua crescente, detêm um formato assimétrico,
semelhante a um arco, como apresentado na Figura 10. Possuem uma curvatura mais
acentuada em uma das suas extremidades (denominada de zona de sombra, a qual é
protegida da ação das ondas), uma região central levemente curvada e a extremidade
oposta à zona de sombra, com tendência retilínea. Essas praias ainda possuem
promontórios rochosos ou qualquer outro tipo de obstáculo físico em seus extremos
(HOEFEL, 1998; MENEZES, 1999, SHORT e MASSELINK, 1999).
33
Figura 10: Forma em planta de uma praia de Enseada com ondulação predominante de Leste.
Fonte: Modificado de Miot (2006).
Para Silvester & Hsu (1993), o transporte de sedimentos longitudinalmente é
responsável pelo formato que a praia adota, logo, sua orientação depende do ângulo de
incidência das ondas e energia dessas. Hsu et. al., (1987), separou em quatro grandes
categorias o estado de equilíbrio dessas praias, as quais são determinadas a partir do
suprimento de sedimento necessário para manter sua forma estável. São elas:
Equilíbrio Dinâmico: quando ocorre uma igualdade entre o aporte de sedimento
e a deriva litorânea, com um suprimento de sedimento que mantenha a forma
original da praia;
Equilíbrio Estático: o acréscimo e a perda de sedimentos são praticamente
nulos;
Instável: quando a praia possui um balanço sedimentar negativo;
Praia em Reformulação Natural: ocorre pela modificação de alguma estrutura
costeira, como promontório ou obstáculo físico.
34
Segundo Benedet (2000), os padrões de trocas de sedimentos nesse tipo de praia,
diferem em função da presença ou não de bancos submersos e correntes de retorno,
comprimento e estágio morfodinâmico dessa.
Dessa forma, os “obstáculos” que existem nas Praias de Enseadas, podem
interromper o fluxo de sedimentos, ocasionar mudanças no padrão das ondas incidentes,
consequentemente na propagação dessas e na origem de uma zona de sombra. Devido a
isso, o gradiente das ondas ao longo da praia é responsável pela modelagem da forma
das praias bem como pela configuração da linha de costa (SILVESTER & HSU, 1993).
3.2.2 Praia de Itajuba e Piçarras
Essas compõem grande parte da enseada, cerca de 8,5 km e não possuem uma
delimitação física entre elas, sendo separadas pelo limite municipal das cidades de Barra
Velha e Balneário Piçarras, respectivamente.
Ao longo da Enseada, as praias apresentam nítidas variações de volume e largura
na porção subaérea, principalmente na região mais ao Sul de Piçarras, onde se observa
as maiores taxas de desenvolvimento urbano.
Essa região apresenta um processo erosivo há décadas. À medida que este foi se
agravando, estudos foram sendo feitos e tentativas para sanar o problema também.
Foram construídos gabiões e espigões ao longo da orla, com objetivo de conter o
transporte sedimentar longitudinal, porém nenhuma ação teve êxito, até que em meados
da década de 90, por cerca de 2km, a praia foi erodida. Por isso o governo municipal e a
iniciativa privada, prepuseram e executaram um aterro hidráulico em 1998/99. A ação
serviu para restabelecer a linha de costa como a anterior, contudo a obra não conseguiu
interromper a erosão local. Hoje, é possível notar uma acentuada erosão localizada,
principalmente nas adjacências da desembocadura do rio Piçarras, fato que motivou a
escolha do local da amostragem.
No que diz respeito à sedimentologia, segundo Sprovieri (2008), a praia de
Piçarras é composta predominantemente por areia média. Na região central apresenta
areia fina e, ao Norte (Itajuba), areia fina e média.
35
3.2.3 Praia Alegre
Pertencente ao município de Penha, possui aproximadamente 1km de extensão e
largura do perfil transversal com cerca de 40m (ARAUJO, 2008), delimitada ao Norte
pelo guia-correntes do Rio Piçarras e ao Sul, pelo promontório da Ponta de Penha o qual
protege a praia das ondulações incidentes, proporcionando ao local maior estabilidade
(KLEIN e MENEZES, 2001).
Segundo Sprovieri (2008) a Praia Alegre apresenta composição
predominantemente de areia fina, com aparições de areia muito fina. Araujo (2008) cita
que a mesma apresenta baixa declividade, entre 2º e 3º e não possui feições marcantes,
como cúspides ou cavas e bancos submersos.
3.2.4 Condicionantes meteorológicas e hidrodinâmicas
De acordo Truccolo et al. (2000), a região apresenta um regime de ventos do
quadrante Nordeste durante o ano todo e juntamente com o efeito local das brisas e a
propagação de ciclones extratropicais (que geralmente se intensificam nos meses de
inverno e primavera) ocorre uma alteração na meteorologia local, elevando a
importância dos ventos provenientes do quadrante Sul nesses meses.
As condições metereológicas fazem com que o vento atuante represe ou reduza a
maré, alterando sua altura e seu horário, podendo represá-la ou reduzi-la, sem do que as
pressões atmosféricas podem elevar seu nível (pressão baixa) ou rebaixa-lo (pressão
alta) (TEIXEIRA, 2006).
O efeito causado pelo somatório dos ventos e a baixa pressão (i.e., elevada
precipitação) correspondem às marés metereológicas positivas, as quais ameaçam áreas
costeiras mais baixas, devido ao fato dessa maré poder aumentar em até um metro os
valores da maré astronômica (SCHETTINI et al., 1996). Hoefel (1998) cita que as
marés astronômicas, juntamente com ventos fortes provocam o empilhamento e a
incidência de ondas mais altas na costa, provocando as chamadas ressacas, fenômeno
observado durante algumas saídas de campo que foram realizados, como por exemplo,
no mês de Maio de 2012 (Figura 11).
36
Figura 11: Ressaca ocorrida na região no dia 21/05/2012. Foto tirada na Praia de Cabeçudas.
Foto: Lourival Alves Junior.
O regime de marés da região estudada é dominado predominantemente pela
maré semi-diurna (KLEIN, 2004) e apresenta uma oscilação média de aproximadamente
0,7 metros, com valor máximo de 1,06 metros (TRUCCOLO & SCHETTINI, 1999).
Jica (1990) realizou um estudo na região Sul do Brasil, mais precisamente no
Rio Itajaí, onde coletou dados do clima de ondas e concluiu que esse é formado por
“vagas” provenientes de Leste, com período de 7s a 8s e altura significativa entre 1,00 e
1,50 metros, respectivamente. A região também apresenta ondas do tipo swell com
período de 12 segundos e altura significativa de 1,25 metros durante a estação de verão,
podendo atingir cerca de 2 metros no inverno com direção predominante de Sul
(ARAUJO et al., 2003).
Sprovieri (2008) afirma que a porção central e Norte da Enseada apresentam
maior declividade em comparação à porção localizada mais ao Sul, pelo fato de
possuírem uma maior proximidade entre as isóbatas. Em frente à Enseada existe a
presença da Ilha Feia e de uma laje submersa, (i.e. Laje do Jaques), que por sua vez
modificam a batimetria da região devido à difração e refração respectivamente,
promovidas pelas ondas incidentes (MONTEIRO, 2011).
37
3.3 Conceitos Metodológicos
3.3.1 Sistema de Posicionamento Global
Na década de 70, o GPS (Global Positioning System) foi criado nos Estados
Unidos para fins militares. Sendo utilizado depois por civis para a navegação,
cartografia, estudos científicos, entre outros. Cerca de 20 anos depois, essa tecnologia se
expandiu e praticamente todo o mundo passou a dispor dela. Os que a utilizam para a
navegação (tanto marítima, terrestre ou aérea) exigem do equipamento um
posicionamento em tempo real; já para os que a utilizam em levantamentos
cartográficos, na maioria das vezes, os dados são coletados em campo e tratados
posteriormente. Entretanto, existem aplicações que necessitam a determinação dos
pontos amostrados em tempo real. Dessa forma, foram desenvolvidas algumas técnicas,
como o DGPS, o WADGPS (Wide Area DGPS), o RTK (Real Time Kinematic) e o
PDGPS (Precise DGPS) (RAMOS, et al., 2007).
Segundo FONTÁN, et al., (2009), o princípio básico do GPS se dá através de
triangulações com satélites que orbitam a Terra, estações de monitoramento nessa e
receptores. O autor ainda explica que o GPS é baseado em uma conjunto de 24 satélites
em órbita ao redor da Terra, distribuídos em seis planos orbitais, espaçados a cada 60
graus. Dessa forma, em qualquer local na Terra, são visíveis pelo menos 5 satélites
(Figura 12).
Figura 12: Representação dos planos orbitais juntamente com os satélites, em órbita ao redor da
Terra, os quais compõem o Sistema de Posicionamento Global.
Fonte: http://www.sempretops.com
38
Inicialmente, um receptor GPS que se localiza na superfície da Terra utiliza os
sinais de satélites para ter sua posição. Com esse primeiro posicionamento, a localização
de outros pontos na Terra também podem ser encontradas dentro de um sistema de
referência local (MONTEIRO, 2010). De acordo com DANA (1997), é necessário
escolher um sistema de coordenadas, que são projetadas sobre diferentes elipsóides,
para definir a posição de um ponto sobre a Terra. Um exemplo de sistema de
coordenadas é a UTM (Universal Transversa de Mercator).
A transmissão da efeméride (informando a posição do satélite), a
pseudovariância (que fornece uma medida direta da distância do satélite ao receptor) e a
portadora de fase (que é dada pela diferença de fase entre a onda recebida pelo receptor
e a fase do sinal de referência gerado) são informações que o satélite GPS transmite
(MORTON et al. , 1993).
Monteiro (2010), explica que para se determinar uma posição em 3 dimensões, o
receptor GPS deve comunicar-se com no mínimo, 4 satélites. E de acordo com Nuber
(2008), a exatidão do posicionamento, depende do quão precisas são as transmissões da
efeméride e da pseudovariância, sendo que a portadora de fase é mais importante para a
obtenção do posicionamento com boa precisão. Pois, se comparada a pseudovariância, a
portadora de fase demonstra com maior precisão a acurácia e a variação das distâncias
entre os satélites.
39
3.3.2 Sistema de Posicionamento Global Diferencial - DGPS
O DGPS (Differential Global Positioning System) foi inicialmente desenvolvido
para minimizar o efeito da SA (i.e. Selective Avalability), que era um programa de
manipulação das efemérides transmitidas pelos satélites e desestabilizava
sistematicamente os osciladores dos satélites, provocando uma degradação na posição
dos usuários de GPS não autorizados (MENEGUCCI, 2011). Somente após a
desativação do SA, foi então, foi que a precisão do posicionamento com o DGPS teve
uma melhora (DALBELO, 2010).
Com essa metodologia, ocorre uma alta correlação dos erros (e.g. ionosfera,
troposfera e órbita dos satélites) em uma determinada área; de forma geral, o DGPS
consegue fornecer informações precisas ao usuário a respeito de sua localização através
do emprego de estações de referência ou de base (MENEGUCCI, 2011).
Krueger (1996), explica que o princípio do GPS diferencial, se baseia no
posicionamento em tempo real de uma estação móvel, através das correções diferenciais
geradas na estação de referência/base. A estação de referência é fixada em um ponto de
coordenadas conhecidas e a estação móvel se desloca pela região (Figura 13).
Figura 13: Esquema do funcionamento do DGPS.
40
As informações obtidas pelas estações são combinadas através do método
diferencial, obtendo-se a posição relativa e, por fim, as coordenadas reais. O DGPS
indica uma posição (x, y, z) com relação a um elipsoide. Desta forma, cada nação deve
utilizar o melhor elipsoide para sua localização geoidal, sendo importante, quando
configurar o aparelho, escolher o melhor datum, como por exemplo South American
1969 (MENEGUCCI, 2011).
O GPS móvel pode aquisitar os dados de três formas:
Levantamento Estático;
Levantamento Estático Rápido;
Levantamento Cinemático.
O primeiro é utilizado para transferências de referências de nível (i.e. RN’s),
pois permite a coleta de pontos com precisão elevada; a segunda forma de aquisição
serve geralmente para realização de perfis topográficos, onde são medidos pontos
espaçados e o terceiro (i.e. modo cinemático) é utilizado para levantamentos
tridimensionais (MENEGUCCI, 2011).
Segundo Ramos, et al., (2007), as correções diferenciais podem se dar de duas
formas distintas: com dados de correções através de medidas e das mensagens GPS de
um único receptor ou através de dados das correções das medidas de mensagens e de
características da portadora de um ou vários receptores e satélites. As correções da
primeira forma são realizadas por equipamentos externos e transmitidas para os usuários
para então serem introduzidas nos cálculos de navegação (geralmente em tempo real). A
segunda forma de correção diferencial faz a utilização dos conceitos de diferenças
simples, de duplas diferenças de fase e triplas diferenças de fase (i.e. sinais de um
mesmo satélite captados simultaneamente por um ou mais receptores e sinais de vários
satélites captados em vários instantes por um ou mais receptores, respectivamente)
geralmente utilizados em pós-processamento (KRUEGER, 1996). Diferentemente de
levantamentos em tempo real com DGPS-RTK, onde os dados de saída já são
corrigidos.
Para a aquisição através do deslocamento da estação móvel, sempre se deve
atentar para que não ocorra movimentação excessiva do eixo longitudinal em relação ao
41
eixo perpendicular a Terra, evitando a perda de comunicação com os satélites, logo,
maior precisão dos dados (MENEGUCCI, 2011).
FONTÁN, et al., (2009), ainda citam que o sistema também permite obter dados
com uma resolução espacial e temporal e dessa forma esse pode ser utilizado para
avaliar processos e mudanças ocorridas nas praia arenosas.
3.3.3 Cinemática em Tempo Real (Real Time Kinematic- RTK)
Segundo Nuber (2008), o RTK faz com que os dados de dois GPS receptores
sejam processados simultaneamente para então produzir posições com exatidão em
escala de centímetros ou até milímetros. Para Huang et al. (2002), a precisão típica de
um levantamento cinemático é de 1cm.
O princípio do posicionamento através do modo em RTK está na transferência
das medições verdadeiras da fase da portadora ou de suas correções diferenciais, sendo
que essas são mensuradas na estação de referência. Na primeira, a estação móvel gera
duplas diferenças de fase (DDF), já na segunda, ocorre de maneira parecida com a
técnica DGPS; entretanto, a vantagem da utilização das DDF com relação às correções
diferenciais de fase, é o fato da modelagem ser mais adequada ao levantamento
(PRADO e KRUEGER, 2003).
Algumas vantagens que o método apresenta é a aquisição dos dados de forma
rápida, precisa e o registro automático da trajetória. Como desvantagens, o modo RTK
necessita de pelo menos seis satélites para ser continuamente monitorado, a distância
entre as estações devem ser menor do que 10 km (PARDO-PASCUAL, et al, 2005),
áreas de amostragens onde existam árvores robustas, bem como grandes construções,
ocorre a obstrução do sinal e os dados não podem ser coletados.
3.4 Métodos de Análises
3.4.1 Métodos de Interpolações
De acordo com Borrough (1986), a interpolação nada mais é do que o processo
de estimar valores desconhecidos dispostos entre valores conhecidos, ou seja, estimar
valores não coletados em torno de valores aquisitados (Figura 14). A interpolação
espacial tem como objetivo criar uma superfície que modele os fenômenos amostrados
42
da melhor maneira possível. Para isso, ela parte do princípio que pontos próximos são
menos diferentes do que pontos mais distantes. Porém, a distância entre o ponto com
valor conhecido para os pontos com valores estimados contribui para a precisão do
valor final.
Figura 14: Em A: O ponto a ser estimado se baseia nos valores dos pontos aquisitados bem como na
distância relativa desses. Em B: Pontos mais próximos à célula que será estimada possuem pesos
maiores.
Fonte: Modificado de PORTOLOTI (2008).
Esse princípio baseia-se na Primeira Lei da Geografia, proposta por Waldo
Tobler (1970), a qual determina que tudo esteja relacionado com o resto, mas coisas
próximas são mais relacionadas do que as mais distantes. Após a aquisição dos dados, a
escolha do método de interpolação mais adequado é importante e devem ser levados em
conta dois principais fatores: a maneira com que os dados foram aquisitados e o local
amostrado.
Caruso & Quarta (1998), explicam que a interpolação espacial divide-se em duas
categorias principais: interpolação de pontos e interpolação de área. A primeira ainda é
dividida em duas subcategorias: métodos exatos (que preservam os valores originais dos
pontos) e métodos aproximados (que não preservam os valores originais dos pontos).
Para Haithcoat, sd, existem métodos de interpolação geoestatísticos (os quais
consideram que a superfície interpolada pode ter sido gerada a partir dos pontos de
dados conhecidos, sendo possível calcular análises de tendências superficiais, bem
como as incertezas dos valores previstos; um exemplo do método é a Krigagem) e
determinísticos (como é o caso do IDW, que não utilizam teorias de probabilidade e
43
geralmente assume que a superfície interpolada apresenta variações graduais que
dependem do número de pontos amostrados e disponibiliza a utilização de barreiras no
processo de interpolação para minimizar erros).
Utilizando a interpolação apropriada, com os dados aquisitados (i.e., valores de
X, Y e Z), torna-se possível a criação de uma superfície realística, que representa o
ambiente onde a coleta dos dados foi realizada. Porém, se no ambiente amostrado
houver alguma barreira física, como uma escarpa ou um rio, ocorre um desafio para a
interpolação ser bem sucedida e realística. Uma vez que os valores de cada lado de uma
escarpa apresentam uma diferença significativa; para isso, existe a possibilidade da
criação de uma barreira (Figura 15). Essa por sua vez, evita que, como na maioria dos
interpoladores, seja calculada a média dos valores de ambos os lados da barreira, e sim,
ocorra a utilização dos pontos de um dos lados dela.
Figura 15: A existência de uma barreira física na superfície amostrada faz com que ocorra uma
diferença significativa entre um lado e outro, logo, não se deve usar valores de pontos de ambos os
lados, pois não ocorrerá uma interpolação com exatidão.
Fonte: Modificado de PORTOLOTI (2008).
Ainda para uma boa interpolação, o número de pontos aquisitados se torna
indispensável, uma vez que quanto maior o número de amostras, menor erro na
interpolação, bem como na superfície gerada.
44
3.4.1.1 Inverso Ponderado da Distância- IDW
O método de interpolação IDW assume que quanto mais próximo o ponto
amostrado estiver do ponto a ser estimado, maior influência esse sofrerá e receberá um
valor mais próximo ao ponto que foi aquisitado; além disso, o IDW não estima valores
acima dos valores máximos amostrados, nem abaixo dos mínimos (LEECASTER,
2002), o que muitas vezes, pode não estar apresentando um dado realístico (Figura 16).
Figura 16: A superfície resultante da interpolação não apresenta pontos acima ou abaixo das faixas
de valores máximos e mínimos que foram aquisitados.
Fonte: Modificado de PORTOLOTI (2008).
O interpolador apresenta um melhor resultado para amostragens densas e com
espaçamento semelhante entre os pontos, levando em conta os valores desses pontos e
também a distância entre eles; não tendenciando os dados (PORTOLOTI (2008).
Existe a possibilidade de ajustar a influência relativa dos pontos aquisitados,
aumentando ou não a potência dos valores que os pontos têm sobre a interpolação,
como foi testado e apresentado na Figura 17. Por exemplo, caso ocorra a diminuição da
potência, os pontos mais distantes têm um aumento na sua importância, até que todos os
pontos amostrados tenham a mesma influência e importância. Em caso de aumento na
potência do IDW, segundo Hartkamp et al. (1999), ele torna-se parecido com o método
de interpolação Natural Neghbor (i.e., Vizinhos Naturais), onde os valores interpolados
se baseiam no valor do ponto mais próximo da amostra (PORTOLOTI (2008).
45
Figura 17: A linha tracejada apresenta uma menor potência do interpolador e a linha sólida
representa uma maior potência. Logo, quanto maior a potência, mais localizado será o efeito de um
ponto aquisitado sobre a superfície.
Fonte: Modificado de PORTOLOTI (2008).
As feições da superfície interpolada podem ser controladas através da aplicação
de um raio de pesquisa (i.e., search radios) que pode ser fixo ou variável, estipula-se o
número de pontos de entrada usados para interpolação; uma vez limitando o número de
pontos amostrados, ocorre uma melhora no cálculo de cada célula, bem como na sua
velocidade de processamento (ESRI, 2003).
O autor ainda explica que o IDW também permite a criação de uma barreira, a
qual é composta por um conjunto de dados, utilizados como um delimitador. Somente
os pontos amostrados em um mesmo lado da barreira serão levados em conta durante o
processo de interpolação. Existe também a possibilidade de limitar o conjunto de pontos
amostrados, pelo fato de, algumas vezes, os pontos mais afastados dos pontos a serem
interpolados, não apresentarem correlação espacial.
Dessa forma, resumidamente, o IDW é um bom interpolador para um fenômeno
cuja distribuição é fortemente correlacionada com a distância; existe a possibilidade do
controle da influência que a distância exerce entre os pontos; pode-se suavizar uma
superfície diminuindo a potência do método, aumentando o número de pontos amostrais
ou aumentando o raio de pesquisa e também ter uma maior exatidão de uma superfície,
criando barreiras.
3.4.1.2 Kriging
A krigagem é um método de interpolação geoestatístico que considera a
superfície estatística como uma variável regionalizada com certo grau de continuidade
(Figura 18). Além disso, é também conhecido como Best Linear Unbiased Estimate
46
(BLUE), pelo fato de combinar linearmente os valores ponderados da amostra, cujo erro
esperado é igual a zero e cuja variação é mínima; logo, apresenta a melhor estimativa
linear imparcial (CARUSO & QUARTA, 1998).
Figura 18: Ilustração esquemática da Krigagem, a qual promove a autocorrelação espacial dos
pontos amostrados, a partir da distância e direção de cada par de pontos.
Fonte: Modificado de PORTOLOTI (2008).
Este método pode ser executado de duas maneiras: a Krigagem Universal (que
assume a existência de uma tendência nos dados) e a Krigagem Ordinária (a qual não
existe a tendência nos dados).
Seu princípio se baseia na combinação linear dos pesos dados aos pontos
aquisitados para estimar o valor dos pontos desconhecidos. Esses pesos, segundo
Hartkamp et al., (1999), variam de acordo com o arranjo espacial das amostras.
Matheron (1971), foi quem desenvolveu a fórmula geral para essa interpolação
(utilizada também para o IDW), a mesma usa uma medida de correlação espacial entre
os pares de pontos que descrevem a variação na distância de um ponto ao outro. A
fórmula utilizada é a seguinte:
Sendo: So o ponto a ser estimado; N o número de valores; o peso dado para o valor
aquisitado no ponto i e ( ) o valor medido no ponto i.
47
3.4.1.3 Spline
O método de interpolação Spline julga a superfície amostrada como sendo
flexível ao longo de todos os pontos aquisitados (Figura 19), similar a uma folha de
borracha esticada por toda a superfície amostrada (ESRI, 2006).
Figura 19: O método estima valores desconhecidos, “esticando” a superfície através de valores
aquisitados.
Fonte: Modificado de PORTOLOTI (2008).
A ação de “esticar” os dados é útil quando se quer estimar valores abaixo do mínimo ou
acima dos valores máximos amostrados (Figura 20), por isso, pontos amostrados
próximos entre si e que possuem diferenças extremas em seus valores (por exemplo,
base e topo de uma escarpa íngreme), o método não apresenta uma boa aplicabilidade.
Isso, porque o Spline utiliza cálculos de declividade para determinar os pontos não
aquisitados e assim estimar a forma da superfície (PORTOLOTI (2008). Dessa forma, o
Spline tem maior aplicabilidade em superfícies mais suaves.
48
Figura 20: A interpolação resultante do Spline passa através dos pontos amostrados e pode
ultrapassar o conjunto de pontos da amostra.
Fonte: Modificado de PORTOLOTI (2008).
Existe a possibilidade de se aplicar dois tipos de Spline para uma superfície, o
regularizado e o de tensão. O método Spline regularizado cria uma superfície mais
elástica e lisa, que muda gradualmente os valores dos pontos que podem estar fora da
faixa de pontos aquisitados; já o método Spline de tensão, se comparado ao Spline
regularizado, apresenta um resultado mais suavizado para os mesmos pontos de amostra
e cria uma superfície mais rígida e lisa com menos valores (ESRI (2006); PORTOLOTI
(2008).
3.4.1.4 Vizinhos Naturais (Natural Neighbors- NN)
O método de interpolação Vizinhos Naturais faz a utilização de médias
ponderadas e se baseia na utilização dos pontos aquisitados para realizar
triangularizações de Delaunay com todos os pontos, que por sua vez, formarão uma
malha, ou seja, a superfície primária (WATSON, 1995).
O autor citado explica que com os nós fornecidos pela triangulação, ocorre a
construção de um diagrama com uma rede de polígonos de Thiessen ou Voronoi (Figura
21) e em seguida um novo polígono em torno dos pontos interpolados é formado. Então
ocorre a atribuição de pesos pelo interpolador aos pontos, através da porcentagem de
sobreposição entre o polígono novo e os polígonos iniciais.
Segundo Watson (op. cit.), os pesos atribuídos pela interpolação estão baseados
no conceito de coordenadas locais, que por sua vez estabelecem a “vizinhança” ou a
49
pontencialidade que qualquer ponto aquisitado terá sobre o valor calculado. Essa
“vizinhança” depende da área de influência dos polígonos de Thiessen nos pontos.
Figura 21: Criação do Polígonos de Thiessen sobre a triangularização de Delaunay.
Fonte: Modificado de PORTOLOTI (2008).
Dessa forma, o método NN é um interpolador mais indicado para amostras com
disposição heterogênea dos pontos amostrados, pelo fato de ser um método mais
simples e, algumas vezes generalista, uma vez que não apresenta possibilidade de
manipular potências, parâmetros ou criação de barreiras.
4 METODOLOGIA
Primeiramente foram escolhidos três setores dentro da Enseada do Itapocorói,
com graus distintos de exposição, baseados na classificação proposta por Klein e
Menezes (2001). Foram realizadas doze saídas de campo para aquisitar os dados durante
o período de aproximadamente um ano, com o intuito de obter um melhor
acompanhamento da variação da morfologia e volume das praias. Após o quarto campo
(Tabela 1), como já observado por Araujo (2008); Araujo et al., (2010); Gardelin
(2010), notou-se também que no Setor 3 (i.e. Praia Alegre), não apresentou grandes
variações no seu perfil. Desta forma foi adicionado o quarto setor em frente à Laje do
Jaques por apresentar um acúmulo de sedimento proveniente da difração das ondas
incidentes sobre essa Laje, podendo assim, apresentar uma maior variação no setor
amostrado.
50
Tabela 1: Ordem dos campos, datas, locais e extremidades dos setores.
Campo Data Locais Delimitação dos Setores (RN)
1 10/08/2011 Barra Velha, Piçarras e Praia Alegre 51-54(S-1); 5-9 (S-2); 1-4(S-3)
2 22/09/2011 Barra Velha, Piçarras e Praia Alegre 51-54(S-1); 5-9 (S-2); 1-4(S-3)
3 31/10/2011 Barra Velha, Piçarras e Praia Alegre 51-54(S-1); 5-9 (S-2); 1-4(S-3)
4 07/12/2011 Barra Velha, Piçarras e Praia Alegre 51-54(S-1); 5-9 (S-2); 1-4(S-3)
5 02/02/2012 Piçarras, Laje do Jaques e Barra Velha 5-9 (S-2); 39-43 (S-4); 51-54(S-1)
6 08/03/2012 Piçarras, Laje do Jaques e Barra Velha 5-9 (S-2); 39-43 (S-4); 51-54(S-1)
7 07/05/2012 Piçarras, Laje do Jaques e Barra Velha 5-9 (S-2); 39-43 (S-4); 51-54(S-1)
8 28/05/2012 Piçarras, Laje do Jaques e Barra Velha 5-9 (S-2); 39-43 (S-4); 51-54(S-1)
9 11/06/2012 Piçarras, Laje do Jaques e Barra Velha 5-9 (S-2); 39-43 (S-4); 51-54(S-1)
10 19/07/2012 Piçarras, Laje do Jaques e Barra Velha 5-9 (S-2); 39-43 (S-4); 51-54(S-1)
11 16/08/2012 Piçarras, Laje do Jaques e Barra Velha 5-9 (S-2); 39-43 (S-4); 51-54(S-1)
12 05/09/2012 Piçarras, Laje do Jaques e Barra Velha 5-9 (S-2); 39-43 (S-4); 51-54(S-1)
4.1 Coleta de dados
O planejamento e organização para a coleta dos dados em campo era iniciado a
partir do momento em que a saída havia sido marcada, na tentativa de agendá-la nos
dias do mês em que a maré fosse de Quadratura, a qual de acordo com Miguens (1996),
as forças de atração do Sol e da Lua se opõem e produzem as marés com níveis de
preamar mais altos e baixa-mar mais baixos, possibilitando uma maior extensão da
porção subaérea amostrada. Os dados de maré, bem como de vento e onda, foram
conseguidos através do site da Marinha do Brasil, do Instituto Nacional de Meteorologia
e pelo Laboratório de Climatologia e de Geoprocessamento da UNIVALI.
Assim, no dia anterior ao campo, todo o equipamento (quatro baterias para as
antenas, bateria externa e um coletor de dados) era colocado para carregar, uma vez que
em cada saída, o DGPS-RTK (Figura 22) precisava aquisitar os dados por cerca de sete
horas.
51
Figura 22: DGPS-RTK, antena base e antena móvel e coletora de dados na case de armazenagem
do equipamento.
Para dar início ao caminhamento no primeiro setor amostrado (geralmente no
Setor 2, devido ao fato da maré estar mais baixa no início da manhã, assim
possibilitando a chegada e amostragem na ZEA), a altura da antena base era medida,
para então ser posicionada sob um RN conhecido (Figura 23) e configurada através do
coletor de dados, até a confirmação de “Base iniciada”.
Figura 23: RN do Molhe de Piçarras.
52
Em seguida a antena móvel era acoplada a uma mochila (Figura 24), medida sua
altura e configurada para aquisitar os dados a cada segundo de caminhada. Ao final da
amostragem no setor, quando Praia Alegre era amostrada, a antena base não era mudada
de posição, pelo fato do sinal ter alcance por todo o Setor 3; a partir do quinto campo, o
equipamento era recolhido e a equipe deslocada até o RN 40, para amostragem do Setor
4, onde o mesmo procedimento de medição das antenas, configuração e caminhamento
era realizado e, por fim, ocorria o posicionamento da antena base no RN 53 para a
aquisição no Setor 1.
Figura 24: Acomodação da antena móvel ã mochila para aquisição dos dados.
O caminhamento era iniciado por uma linha imaginária na reta do RN estipulado
para o setor, geralmente pela linha de runup instantâneo (Figura 25-A), ao chegar no
RN final estabelecido para a delimitação do setor, voltava-se pela linha de vegetação
(Figura 25-B) até chegar no ponto de partida.
53
Figura 25: A) Linha do runup instantâneo que delimitava inferiormente os zigue-zagues; B) Linha
de vegetação onde também era realizado o caminhamento para delimitação superior dos zigue-
zagues opostos.
Haviam locais onde a linha de vegetação não estava mais presente, então o
caminhamento era feito pelas escarpas ou no limite dos muros das casas (Figura 26).
Figura 26: Na inexistência da linha de vegetação no Setor 2, o caminhamento era realizado no
limete dos muros das residências.
Foto: Carolina Olpe.
54
Com a área delimitada, foram feitos zigue-zagues opostos entre esses limites
(Figura 27), utilizando o coletora de dados sempre na função mapa para a visualização
imediata do caminhamento.
Figura 27: Caminhamento apresentado através do coletor de dados na função mapa. A) Linha do
runup instantâneo; B)Linha de vegetação.
A escolha da maneira com que o caminhamento foi executado seguiu os padrões
de Monteiro (2010), uma vez que após analisar outras possibilidades como perfis dentro
dos losangos formados pelo zigue-zague e caminhamentos perpendiculares às linhas de
delimitação, a escolha apresentou melhor abrangência da área, possibilitando a
execução por uma única pessoa, com tempo de esforço e logística adequado.
Os dados brutos do campo ficam armazenados no coletora de dados em diversos
formatos (*.CSV,*.TXT, SDR33, Trimble DC v10.7, Trimble DC v10.0, Intercambio
do SC e Trimble JobXML) e com um pendrive é possível fazer a exportação imediata
dos dados com o formato desejado (APÊNDICE 1).
4.2 Tratamento dos dados
Os dados brutos (i.e. número do ponto, latitude, longitude e cota) salvos em
*.CSV foram abertos no programa Microsoft Office Excel 2010 e separados cada item
55
em uma coluna, salvos como arquivo Microsoft Office Excel 97-2003 para serem
trabalhados no Software ArcGis®10.
Primeiramente foi criado um Shapefile de todos os pontos do caminhamento. Em
seguida, cada setor foi exportado para se criar um Shapefile por setor. Com o conjunto
de pontos de cada caminhamento separado, era verificada a distribuição de cada ponto
aquisitado e caso houvesse algum desse fora do caminhamento previsto, este era
removido no intuído de minimizar o erro da futura interpolação.
Com os dados dos trinta e seis caminhamentos tratados, foram criadas cinco
barreiras, para demarcar uma área comum a cada setor amostrado (Figura 28) e, então,
interpolar e calcular os volumes para uma mesma região.
Figura 28: Criação da Barreira com uma área comum a todos os caminhamentos.
Foi feita uma barreira para o Setor 1 (Figura 29-A), duas barreiras para o Setor
2, como se observa na Figura 29-B, e para o Setor 3 (Figura 29-C) também criou-se
uma barreira e fez-se igual para o Setor 4 (Figura 29-D).
56
Figura 29: A: Barreira para Barra Velha (S-1); B: Barreira para Piçarras, em pontilhado Setor
sem a ZEA, em verde Setor com a presença da ZEA (S-2); C: Barreira para Praia Alegre (S-3) e em
D: Barreira para a Laje do Jaques (S-4).
57
No S-2, foram criadas duas barreiras pelo fato dessa região compreender a ZEA
e nos últimos cinco campos não foi possível a aquisição dos dados na zona, devido à
maré muito alta (Figura 30) impossibilitando a passagem, consequentemente, a coleta
dos dados de forma completa. Por isso, para conseguir um determinado padrão nas
amostragens, bem como diminuir o erro durante as interpolações, criou-se uma barreira
do S-2 com a região da ZEA e outra barreira sem a ZEA.
Figura 30: Zona de erosão acentuada (ZEA) durante o campo 8 (A); campo 9 (B); campo 10 (C);
campo 11 (D); campo 12 (E), nos quais não foram possíveis realizar o caminhamento.
4.3 Método para determinação do melhor interpolador
Com as barreiras feitas, foi escolhido um setor do penúltimo campo para, então,
analisar qual o melhor método de interpolação entre o IDW (Inverso Ponderado da
Distância), Kriging, Natural Neighbor (Vizinhos Naturais) e Spline com barreira, bem
como a força desses e o tamanho de célula adequado para a análise proposta. Todos os
procedimentos abaixo foram executados para os quatro métodos.
1- Através do Software ArcGis®10, na ferramenta do ArcToolBox » Spatial Analyst
Tools » Interpolation, foram iniciadas as interpolações.
2- Após as quatro interpolações foram feitas as extrações dos valores dos pontos,
através da ferramenta ArcToolBox » Spatial Analyst Tools » Extraction » Extract Values
to Points.
3- Para analisar qual dos métodos teve o menor erro, abriu-se a tabela de atributos dos
pontos extraídos e foi criada uma coluna denominada "Erro Absoluto" (Figura 31).
58
Figura 31: Adição de uma nova coluna para calcular o Erro Absoluto.
4- Nessa coluna foram feitos os cálculos das diferenças absolutas (Figura 32) entre os
valores medidos em cada ponto (i.e. a cota, F4) e os valores gerados a partir da
interpolação (i.e. rastervalue).
Figura 32: Maneira pela qual foi efetuado o cálculo do erro.
59
5- A partir dos resultados da coluna do Erro Absoluto foram feitas as estatísticas para
cada método de interpolação (Figura 33) e salvos os valores do Erro Médio e Desvio
Padrão gerados (Figura 34).
Figura 33: No próprio Software ArcGis®10, com a ferramenta Statistics, foram obtidos os valores
do Erro Médio e do Desvio Padrão.
Figura 34: Em A: Histograma gerado para o Erro Absoluto do IDW no décimo primeiro campo.
Em B: Media e Desvio Padrão do Erro Absoluto para o IDW do décimo primeiro campo.
60
6- Com esses dois valores gerados para os quatro métodos, no Microsoft Office Excel
foram plotados gráficos para comparar os erros médios e analisar juntamente os desvios
padrões (Figura 35), para então fazer a escolha do método de interpolação mais
apropriado e posteriormente os cálculos de volume.
Figura 35: Plote dos valores do Erro Médio e do Desvio Padrão, para os quatro métodos de
interpolação analisados, no Microsoft Office Excel.
Vale ressaltar que para a escolha do método, além dos parâmetros já citados
anteriormente, foi levado em conta também o método que representasse de forma mais
realística o ambiente amostrado em comparação aos outros.
7- Com o método escolhido, as tentativas de força e tamanho de células mais apropriado
também foram feitas e obtidos os resultados como se pode notar na Figura 36.
61
Figura 36: Testes realizados para decisão do melhor valor de tamanho de célula para a
interpolação.
62
8- Com a ferramenta de interpolação definida, bem como todos os parâmetros, foram
realizadas as trinta e seis interpolações de todos os setores amostrados.
9- Após todas as interpolações realizadas, foram criados polígonos com os formatos
iguais aos das barreiras e em seguida com a ferramenta, do Software ArcGis®10,
ArcToolBox » Spatial Analyst Tools » Extraction » Extract by Mask foram extraídas a
interpolação do caminhamento presente no interior da barreira.
10- Por fim, com o Software ArcScene10 foram criadas imagens para melhor
visualização de estruturas rítmicas, escarpas e outras feições morfológicas que estavam
presentes nos Setores durante o ano (APÊNDICE 3).
4.4 Cálculo da variação volumétrica da superfície interpolada
Após as interpolações terem sido realizadas com o método escolhido, resultando
em trinta e seis superfícies raster, com o Sofwtuare ArcGis® 9.3, através da ferramenta
3D Analyst (3D Analyst»Surface Analysis»Area and Volume), foram calculados os
volumes (m3) para cada setor amostrado, utilizando as superfícies em raster.
Deve-se ressaltar que o volume calculado foi baseado nos pontos amostrais que
se situavam dentro das barreiras e como se observa na Figura 37 o fator z (i.e., z factor),
foi utilizado 1 metro, levando em conta para o cálculo, a porção do perfil acima da cota
zero (i.e., height of plane).
63
Figura 37: Janela do cálculo do volume total do setor através da ferramentas 3D Analyst com fator
z = 1 metro e levando em conta a porção do perfil acima da cota zero.
Em seguida, com a ferramenta para mensurar tamanhos, os comprimentos das
cinco barreiras (i.e., distância longitudinal) foram mesurados e anotados.
Conforme os cálculos de volume foram rodados para cada setor, seus valores
eram copiados para o Microsoft Officel Excel, onde criou-se uma tabela com os dados
de todos os setores. Em seguida, foi dividido o valor do volume do setor pelo seu
comprimento, para se conseguir um valor de volume por metro (m3/m).
Então, fez-se a subtração do volume (m3/m) do décimo segundo campo pelo
décimo primeiro, do décimo primeiro campo pelo décimo e assim por diante para todos
os setores. O valor obtido pela subtração foi então assumido com a variação volumétrica
do ambiente e por conversão, os valores negativos representaram erosão no local e
valores positivos, deposição.
64
4.5 Validação
Para validar a metodologia executada no presente trabalho, se teve como base
três principais estudos: Araujo (2008), Araujo et. al., (2008) e Monteiro (2010). Sendo
que o primeiro autor teve como um dos seus objetivos a descrição da evolução da
morfologia das praias da enseada do Itapocorói e definição do perfil sedimentar nas
últimas décadas, através de perfis transversais e amostras sedimentológicas coletados
antes (anos 80 e 90) e após as obras do aterro hidráulico (em 2007).
Monteiro (2010) comparou dois métodos de análise morfológicos para o perfil
praial (DGPS-RTK e estação total) e também testou diferentes métodos de interpolação.
Seus resultados comprovaram que não existem diferenças significativas entre os
métodos, porém, no que diz respeito ao nível de detalhamento que se obteve com cada
um dos métodos, os valores de variação volumétrica encontrados com o DGPS foram
cerca de duas vezes maiores que os apresentados pela estação total, demonstrando um
maior detalhamento. E dentre os interpoladores testados o IDW foi o que apresentou a
menor média do Erro Absoluto e menor Desvio Padrão.
E Araujo et. al., (2008), estudaram a variação da morfologia das praias da
enseada do Itapocorói e identificarem o desenvolvimento de uma ZEA, através de dados
antecedentes ao engordamento da praia de Piçarras (em 1999) até 2008. Neste estudo,
os autores observaram que após nove anos da conclusão do aterro hidráulico, metade do
volume médio depositado foi erodido e notaram o desenvolvimento de uma zona de
erosão acentuada há 500 metros ao norte da desembocadura do rio Piçarras, a qual
apresentou taxas de variação sedimentar da ordem de 95%.
Dessa forma, o presente estudo, fez uso da metodologia executada por Monteiro
(2010) e através dos resultados obtidos durante os doze meses, esses foram comparados
com os resultados e com as conclusões apresentadas por Araujo et. al., (2008), baseada
nos dados apresentados por Araujo (2008).
65
5 Resultados e Discussão
Os resultados apresentados, bem como, discutidos no presente item, são
originários de doze campos amostrais, durante um período de treze meses e todos
seguiram os procedimentos metodológicos explicitados anteriormente para os setores já
também especificados.
5.1 Escolha do método de interpolação
Com o shapefile dos caminhamentos “prontos”, após uma pequena análise dos
padrões de zigue-zagues opostos (i.e., de largura e quantidade desses) realizados com o
DGPS-RTK durante o ano, foi escolhido o décimo primeiro campo (pelo fato deste
apresentar uma melhor aquisição dos dados, ou seja, um bom padrão de distribuição
sobre os setores) para então, testar o melhor método de interpolação entre o IDW,
Kriging, Spline e Vizinhos Naturais.
Como se observa na Tabela 1 para o setor de Barra Velha, o método que
apresentou a menor média do erro absoluto e desvio padrão, foi o IDW. Seguido do
Kriging, após, o Spline juntamente com o método dos vizinhos naturais o quais
apresentaram os mesmos valores para a média do erro absoluto, entretanto, esse último,
resultou em um desvio padrão menor que o Spline.
Tabela 2: Resultado dos cálculos executados através da estatística do ArcGis® 10, para analisar
qual o melhor método de interpolação a ser usado para a amostragem.
Método Média dos Erros Absolutos Desvio Padrão
IDW 0,04377 0,04744
Vizinhos Naturais 0,05763 0,06263
Spline 0,06138 0,07400
Kriging 0,07159 0,06988
Segundo LEECASTER (2002), o método do IDW, é melhor aplicado quando a
amostra de dados apresenta uma distribuição homogênea, o que não ocorre com os
presentes dados.
Em seguida do IDW, o método de interpolação Vizinhos Naturais, foi o que
apresentou os melhores valores da média do erro absoluto e do desvio padrão, fato
66
justificado pelo método Vizinhos Naturais utilizar, como o IDW, médias ponderadas.
Entretanto, essa ponderação não está relacionada com a distância entre os pontos (como
ocorre com o IDW), e sim, com um processo de triangulação executado pelo método.
O Kriging foi o interpolador que obteve os maiores valores resultantes. Esse
método tem uma melhor aplicação para interpolar dados topográficos, obtidos através
do DGPS-RTK, para ambientes com baixa rugosidade, uma vez que se baseia em
algoritmos geoestatísticos de aproximação (Fontán et al., 2009). Hartkamp et. al.,
(1999) explica que a krigagem é um método robusto para análises de amostras com
distribuições heterogêneas dos pontos coletados, pelo fato do interpolador atribuir pesos
a cada ponto amostrado, que são determinados através do arranjo espacial das amostras.
No entanto, essa contradição, ou seja, o fato do IDW apresentar o melhor
resultado e o Kriging o pior, se deve, possivelmente, a maneira com que a interpolação
foi configurada e executada, a forma do caminhamento executado (i.e., na linha de
vegetação, na linha do runup instantâneo e zigue-zagues opostos entre essas), a
quantidade de dados aquisitados (proporcionando grande abrangência da área), à
configuração do equipamento para aquisição dos pontos a cada segundo
(consequentemente, uma gama de ponto mais robusta), à tentativa de manter a
velocidade constate e à forma como cada programa executa a interpolação.
5.2 Variação morfológica e volumétrica da Enseada em
associação com níveis de energia distintos (levando em conta
ventos, ondas e marés)
Para isso, todos os setores foram interpolados e como resultado, o Software
mostrava as interpolações da cota através de nove classes (Figura 38 e Figura 39). Os
cálculos das variações volumétricas para todos os Setores seguiram a metodologia
proposta anteriormente.
67
Figura 38: Exemplo de resultado das interpolações realizadas com IDW para o Setor 1, 2 (com a
ZEA) e 3, com dados do primeiro
campo.
Figura 39: Exemplo de resultado das interpolações realizadas com IDW para o Setor 1, 2 (sem a ZEA) e
4, com dados do décimo segundo campo.
Assim sendo, foi possível observar que os valores resultantes para os quatro
locais estudados, apresentaram variações tanto positivas, quanto negativas
mensalmente. Porém, nos Setores da Laje do Jaques e Piçarras, as médias das variações
volumétricas mensais, foram positivas. Vale ressaltar que o S-2 amostrado com a
presença da ZEA, obteve média negativa e nos meses que o Setor foi amostrado sem a
ZEA, o resultado foi positivo. Esse fato, fez com que o Setor obtivesse uma média para
os quatro meses amostrados, positiva, visto também que somente cerca de um terço
68
desse Setor abrangia a ZEA, sendo um pequeno espaço se comparado com o restante
aquisitado.
Os Setores de Barra Velha e Praia Alegre apresentaram médias volumétricas
mensais negativas, indicando perda de sedimento nesses locais (Tabela 3). Destaca-se o
fato do S-1 apresentar os maiores valores de volume sedimentar dos Setores e também a
maior média negativa da variação volumétrica e S-2 com o menor pacote sedimentar,
apresentou o menor valor médio positivo para a variação do volume.
Tabela 3: Apresentação da média da variação volumétrica cada Setor amostrado durante um ano.
Setor Média da variação volumétrica (m3/m)
S-1 -0,9273
S-2 0,0409
S-3 -0,4865
S-4 0,5547
Esse fato sugere a existência da perda sedimentar em grande parte da região,
devido às variações energéticas sofridas pelo local (i.e., eventos de tempestade, ondas,
marés, entre outros). De maneira geral, os Setores na Enseada do Itapocorói, apresentam
características de praias dissipativas ao Sul e passam a assumir características de praias
com tendências refletivas em direção ao Norte (KLEIN e MENEZES, 2001). Assim, é
notório que ambientes mais expostos à ação das ondas apresentem maiores flutuações
morfológicas dentro do perfil praial (SHORT, 1999).
Os ventos incidentes durante o ano amostrado (Tabela 4), apresentaram direção
predominante de Nordeste (em oito dos doze campos), fato também observado por
Truccolo et al., (2000), que sugere à região um regime de ventos desse quadrante
durante o ano todo; sendo a intensidade máxima observada de 10 m/s durante a quinta
saída. Com relação à altura de onda durante o período de amostragem, a maior
apresentou 3 metros no último campo, com incidências predominantes do quadrante
Sudeste.
69
Tabela 4: Dados obtidos do site da Marinha do Brasil, do Instituto Nacional de Meteorologia e pelo
Lab. de Climatologia e de Geoprocessamento da UNIVALI para associação com a variação da
morfologia e volume praial da Enseada.
Campo
Vento
Direção
Onda
Direção
Maré de:
Maré
Min.
(m)
Maré
Max.
(m)
Volume
praial
(m3/m)
S-1
Volume
praial
(m3/m)
S-2
Volume
praial
(m3/m)
S-3
Volume
praial
(m3/m)
S-4
1 SE - Quadratura 0,2 0,9 86,24 18,45 34,62 -
2 NE - Quadratura 0,4 0,9 89,89 18,83 33,85 -
3 NE - Sizígia 0,4 0,9 88,58 17,01 33,79 -
4 NE - Quadratura 0,2 0,9 71,44 15,80 33,65 -
5 NE NE Quadratura 0,3 0,9 83,52 17,08 - 59,83
6 NE SE Sizígia 0,1 1,2 87,77 17,21 - 58,88
7 NE/E SE Sizígia 0,1 1,2 87,18 18,17 - 58,45
8 NW/N SE Quadratura 0,3 0,8 82,38 28,65 - 60,92
9 NW/SW SE Quadratura 0,4 0,8 88,28 30,40 - 63,88
10 W/SW SE/S Sizígia 0,1 1,2 85,86 29,01 - 60,61
11 NE NE Quadratura 0,1 1,2 89,72 29,04 - 60,95
12 N/NE SE Sizígia 0,2 0,9 80,68 29,05 - 62,05
A maioria das campanhas realizadas (oito das doze), como se observa na Tabela
4, ocorreram durante a maré de quadratura e quatro campos durante a maré de sizígia.
Ambas apresentaram altura máxima de 1,2 metros e mínima de 0,1 metros; sendo que
somente um campo com maré de quadratura apresentou essa máxima (durante o campo
11), enquanto que três dos quatro campos com maré de sizígia, a apresentaram.
Após todos os dados dos doze campos terem sido tratados (i.e., excluídos pontos
amostrados que estavam para fora da barreira) os trinta e seis shapefiles criados com os
caminhamentos no ArcGis, foram observados e foi notório que durante o período
amostrado, a largura praial (estipulada pela distância entre a linha do runup instantâneo
e a linha de vegetação) apresentou uma variação considerável de um campo para outro.
No S-1 (i.e., Barra Velha), ao serem comparados os doze caminhamentos, a maior
largura de praia ocorreu durante o primeiro campo e a menor ocorreu no sétimo. Para S-
2 nas amostragens de Piçarras com a ZEA (i.e., do primeiro ao sétimo campo), foi
70
observado que o campo com maior e menor largura foi o sexto e o segundo,
respectivamente; já para o S-2 sem a ZEA, o décimo e o nono. No S-3 o primeiro
campo apresentou maior largura e o terceiro, a menor. Na Laje do Jaques, a última saída
teve a maior largura praial e a quinta saída, a menor.
No setor de Barra Velha, ao analisar a Figura 40, observa-se que o quarto campo
apresentou o menor volume praial do ano (Apêndice II.1). Isso se deve ao provável fato
do campo ter sido realizado após um evento de alta energia, quando a praia ainda estava
se recompondo, ou seja, buscando seu equilíbrio natural, visto que os outros Setores
amostrados no mesmo dia, também apresentaram um pequeno volume se comparados
aos demais; uma vez que a maré era de Quadratura juntamente com ventos do quadrante
Nordeste, o qual não incide diretamente na área. No entanto, durante o segundo e o
décimo primeiro campo o Setor apresentou os maiores volumes de sedimento do ano
amostrado (Figura 40; Tabela 4), fato que se explica pelo campo ter sido realizado em
um dia com ventos do quadrante Nordeste em ambos e no penúltimo campo a
ondulação ser de Nordeste também, a qual parte é barrada pelo promontório de Itajuba,
não incidindo diretamente na costa (Apêndice III.1).
Figura 40: Representação gráfica das variações volumétricas de Barra Velha.
O quarto campo apresentou uma largura similar ao do penúltimo, uma vez que
os agentes físicos eram iguais; já o sexto campo, foi o qual apresentou a menor largura
praial, com destaque para a porção sul do Setor onde foi notória a redução da largura;
uma vez que a ondulação incidente era do quadrante Sudeste, ventos de Nordeste e maré
71
de Sizígia. Para melhor visualização da variação volumétrica, através do Software
ArcScene, foi criada a Figura 41, onde observa-se uma menor cota na porção central do
Setor para o sexto campo, e um padrão de cota mais elevada para toda a extensão do
Setor, durante o segundo campo.
Figura 41: Representação da variação morfológica em Barra Velha durante o segundo e o sexto
campo.
Durante o oitavo e o nono campo, com ventos de Noroeste e ondulação de
Sudeste, se observou uma maior largura do Setor na porção Norte e Sul e a diminuição
dessa largura, durante ventos e ondulação de Nordeste como ocorrido no quinto e no
décimo primeiro campo (Figura 42).
72
Figura 42: Oitavo e o nono campo com ventos de NW e ondulação de SE apresentou maior largura
na porção Norte e Sul e a diminuição dessa largura, durante ventos e ondulação de NE, ocorrido no
quinto e no décimo primeiro campo.
73
Ao analisar a Tabela 5, a média do volume de sedimento para cada mês
amostrado no S-1 foi de 85,13m3/m e nota-se que somente quatro campos (quarto,
quinto, oitavo e décimo segundo) dos doze, apresentaram volume menor que a média do
Setor e a maioria desses ocorreram durante a incidência de ventos do quadrante
Nordeste.
Tabela 5: Valores em m3/m de todos os Setores amostrados durante um ano e suas respectivas
médias. No S-2, vale ressaltar que a partir do sétimo campo (valor sublinhado), a ZEA não pode
mais ser amostrada justificando a queda no volume sedimentar do Setor.
Campo Volume no S-1 Volume no S-2 Volume no S-3 Volume no S-4
1 86,24 18,45 34,62 -
2 89,89 18,83 33,85 -
3 88,58 17,01 33,79 -
4 71,44 15,80 33,65 -
5 83,52 17,08 - 59,83
6 87,77 17,21 - 58,88
7 87,18 18,17 - 58,45
8 82,38 28,65 - 60,92
9 88,28 30,40 - 63,88
10 85,86 29,01 - 60,61
11 89,72 29,04 - 60,95
12 80,68 29,05 - 62,05
Média 85,13 17,51 (com ZEA) 33,98 60,69
29,23 (sem ZEA)
Para Piçarras, observando a Figura 43, é possível visualizar que o Setor com a
Zona de Erosão Acentuada apresenta um menor volume de sedimento. Esse fato é
explicado pelo Setor apresentar um maior comprimento longitudinal e também por
apresentar pouco sedimento na porção subaérea da ZEA. Uma vez que nos sete
primeiros campos, essa era possível de ser amostrada, logo, o setor possuía cerca de 150
74
metros a mais, porém com pouca ou quase nenhuma faixa de areia. Para realizar uma
análise padronizada, o presente Setor foi então dividido em dois: com a presença da
ZEA e sem a presença dessa.
Figura 43: Representação gráfica das variações volumétricas de Piçarras com e sem a ZEA.
Para o S-2 com a ZEA, o campo que apresentou o menor volume praial foi o
quarto e sem a ZEA foi o oitavo (Apêndice II.2), sendo que ambos ocorreram durante a
maré de Quadratura, ventos de Nordeste e Noroeste, respectivamente. Para o quarto
campo, como já foi explicado, ocorreu um evento de alta energia e a praia ainda
buscava seu equilíbrio durante o dia do campo, sendo que o oitavo ocorreu durante
ondulação de Sudeste, assim as ondas difratam na Ilha Feia e conseguem atingir o Setor
(Apêndice III.2). Porém durante o sétimo campo, a direção do vento estava de
Leste/Nordeste e no décimo de Oeste/Sudoeste e ambos se comparados aos demais,
apresentaram uma similaridade no que diz respeito a uma maior largura praial ao Sul do
Setor (Figura 44).
75
Figura 44: Comparação de um campo (quinto) escolhido aleatoriamente com o sétimo campo. Onde
é possível notar a maior largura praial do sétimo campo, ao Sul do Setor.
Entretanto, para o S-2 com a ZEA, o campo que apresentou maior volume foi o
segundo, durante a maré de Quadratura e com ventos de Nordeste (Figura 43). Para o
Setor sem a ZEA, o campo com maior volume de sedimento, foi o oitavo (Apêndice
II.3), também durante a maré de Quadratura, porém com ventos do quadrante de
Noroeste/Norte e ondas de Sudeste. Observa-se, que durante dias com ventos de
Nordeste, ocorre uma maior largura do pós-praia (como ocorrido durante o sexto,
sétimo, décimo, décimo primeiro e décimo segundo campo). A respeito das médias de
volume praial de ambos os setores, com e sem a ZEA (17,51 m3/m e 29,23 m
3/m,
respectivamente), para o primeiro, o campo três, quatro, cinco e seis apresentaram
volumes menores que a média do Setor. Para o S-2 sem a ZEA, o campo oito, dez, onze
e doze, tiveram também valores menores que a média (Tabela 5).
Para o Setor da Praia Alegre, foi observado na Figura 45, o quarto campo
apresentou um volume praial ameno, durante a maré de Quadratura e ventos de Sudeste
(Tabela 4), fato já explicado nos setores anteriores os quais também apresentaram
valores diminutos para o campo em questão. Diferentemente do primeiro campo, onde
se obteve maior volume sedimentar, com maré de Quadratura e ventos de Sudeste. Os
dados de direção de onda, para esses campos, não foram conseguidos para então
possibilitar um entendimento a respeito da movimentação da praia.
76
Figura 45: Representação gráfica das variações volumétricas da Praia Alegre.
Analisando a Tabela 5, Praia Alegre apresenta uma média do volume na porção
subaérea de 33,98 m3/m, onde o primeiro campo é o único que possui valor acima da
média volumétrica do Setor (Apêndice II.3).
A Figura 46 mostra que a largura média do primeiro caminhamento, é
nitidamente maior que a largura do quarto e também apresenta um volume condizente a
esse fato, sendo que a maré em ambos os campos foi de Quadratura.
Figura 46: Comparação da largura praial para os campos que apresentaram o maior e o menor
volume praial do S-3.
Nota-se que no primeiro campo, ocorreu um erro amostral, aquisitando dados em
uma área a qual durante os campos seguintes não foi amostrada, justificando o maior
volume nesse, bem como o fato de ser o primeiro contato com o equipamento existe um
77
erro embutido, ou seja, à inexperiência do amostrador, a falta de prática para aquisição
dos dados (distância entre um zigue-zague e outro, por exemplo), o melhor
posicionamento da antena móvel, bem como o ritmo de caminhamento. Uma vez que o
Setor não apresentou grandes flutuações volumétricas nem morfológicas durante o ano,
encontrando-se então em equilíbrio dinâmico, mesmo apresentando um pequeno valor
de perda sedimentar para os quatro meses amostrados.
Ao analisar a Figura 47, para o Setor da Laje do Laques, nota-se um equilíbrio
na região, apresentando uma pequena variação mensal do seu volume (Apêndice II.4).
Observou-se que o sétimo campo apresentou o menor volume praial do ano, em um dia
de maré de Sizígia, com ondas provenientes do quadrante Sudeste e ventos de
Nordeste/Leste. Sendo que a saída de campo a qual apresentou maior volume praial foi
a nona durante a maré de Quadratura, com ondas de Sudeste e ventos do quadrante
Noroeste/Sudoeste (Apêndice III.3). A média do volume para o Setor foi de 60,69 m3/m
e o quinto, sexto, sétimo e décimo campo, apresentaram volumes abaixo da média de
variação volumétrica do ano (Tabela 5).
Figura 47: Representação gráfica das variações volumétricas da Laje do Jaques.
Quando observado o caminhamento executado nesses dois campos Figura 48,
nota-se que o sétimo (i.e., o que apresentou menor volume sedimentar no pós-praia)
78
apresenta uma largura maior na porção localizada nas extremidades do Setor (i.e., mais
ao Norte e ao Sul do caminhamento) se comparado ao nono campo (i.e., o que
apresentou maior volume sedimentar no pós-praia).
Figura 48: Comparação da largura praial para os campos que apresentaram o maior e o menor
volume praial no S-4. Com destaque para as diferenças nas porções das extremidades do Setor.
Entretanto, na área onde ocorre um acréscimo de sedimento no S-4 (devido à
presença da Laje submersa), o nono campo apresentou um leve declínio em sua largura
79
praial, se comparado ao sétimo. Essa controvérsia do campo com maior volume do ano
(i.e., nono), demonstrar menor largura em partes do Setor, se explica por dois fatores:
ondulação e ventos de incidente no dia da amostragem promovem esse padrão de
mudança no Setor, observação notada nos resultado do modelo rodado por OLPE, (em
preparação) para a região estudada; e pelo fato de outras porções da área coletada
apresentarem altura do pacote sedimentar acumulado nitidamente maior, como pode ser
observado na Figura 49.
Figura 49: Representação da variação morfológica no Setor em frente à Laje do Jaques, durante o
sétimo e nono campo.
Uma vez que durante a maré de Sizígia, juntamente com ondas do quadrante
Sudeste e ventos de Nordeste, supõem-se que ocorre erosão nessa saliência. Fato que
explica a menor quantidade sedimentar nesse local do Setor.
80
5.3 Validação
O presente estudo obteve resultados condizentes, primeiramente, com o de
Monteiro (2010). Sendo que para esse tipo de amostragem, utilizando o DGPS-RTK,
aquisitando os dados a cada segundo e os analisando com o Software ArcGis® 10, o
método de interpolação que apresentou a menor média do Erro Absoluto, bem como
menor desvio padrão, foi o IDW, resultado equivalente ao do autor citado.
Assim como para os valores resultantes das quatro médias calculadas no intuito
de determinar as variações volumétricas para cada Setor, ambos os trabalhos
apresentaram valores negativos.
Os resultados obtidos a partir dos cálculos volumétricos foram associados aos
valores apresentados no trabalho de Araujo (2008). O autor comenta que em 1999
ocorreu a recuperação da faixa de areia na praia de Piçarras, onde foram engordados
880.000m3 de sedimento em 2.100 metros de praia, ou seja, 419m
3/m. Passados nove
anos da realização das obras, a praia de Piçarras já apresenta diminuição do volume
sedimentar (ARAUJO, op. cit.).
Em nove anos foram perdidos 880.000m3
de sedimento, logo, uma perda de
aproximadamente 98.000 m3/ano. Levando em conta, que a área engordada possui
2.100m, a região segundo Araujo et. al., (2008), erode perto de 46,5m3/m de sedimento
por ano. Os cálculos do presente trabalho evidenciam a continuidade do processo
erosivo em parte da região, sendo que ao longo de um ano, a praia provavelmente
perderá cerca de 1m3/m. Os resultados obtidos neste estudo, para a perda de sedimento
no S-2 foram condizentes aos já escritos na literatura, porém a um taxa menor.
6 Conclusão
Os setores estudados nas praias da Enseada do Itapocorói, apresentaram
resultados pertinentes a respeito da variação morfológica e volumétrica associadas a
dados de ventos, maré e ondas. Uma vez que durante o ano amostrado, a predominância
dos ventos foram do quadrante Nordeste, a maré de Quadratura e ondas de Sudeste.
O método de interpolação utilizado para obter os seguinte resultados, foi o IDW
devido ao fato desse apresentar melhores resultados para a presente metodologia (i.e.,
amostragem morfológica robusta através de caminhamento com DGPS-RTK); mesma
escolha de Monteiro (2010).
81
Barra Velha obteve o maior valor negativo (-0,9273 m3/m) como média da
variação volumétrica do Setor, apresentando uma elevada variação da sua morfologia e
volume durante o ano amostrado, se comparada aos outros Setores.
Piçarras ao longo dos últimos anos vem sofrendo com processos erosivos sendo
que no presente estudo, a região apresentou valores de perda sedimentar na ZEA, como
esperado, porém quando parou de amostrar o Setor completo (i.e. somente 350m, sem a
ZEA) esse apresentou um pequeno valor de acréscimo sedimentar. Para Araujo (2008),
as causas dessa intensa erosão em parte do Setor, tiveram início com a estabilização da
barra do rio Piçarras juntamente com o aumento da competência hidráulica
proporcionada pelos guia-correntes que diminuíram o aporte sedimentar para a praia.
Outro fator influenciador para tal e nitidamente observado em campo, é a má ocupação
da zona costeira, principalmente pelas construções estarem situadas na região que
poderia servir como estoque de sedimento, para quando eventos de alta energia
ocorressem o ambiente conseguisse buscar o equilíbrio. Vale ressaltar que a frequência
e intensidade com que as tempestades e ressacas têm ocorrido, promovem um estresse
no ambiente, não permitindo a recuperação por completo do local.
Os resultados para Praia Alegre apontam uma leve tendência à erosão, porém
não foi notória nenhuma grande alteração morfológica, no entanto deve ser levado em
conta que somente quatro meses foram amostrados, não ocorrendo um
acompanhamento anual das suas variações como nos outros Setores. Assim sendo,
pode-se considerar que o S-3 encontra-se em equilíbrio; concordando com estudos de
Klein (2004), Araujo (2008) e Silveira et al. (2010). Essa afirmativa pode ser explicada
pelo fato da ondulação predominante durante o ano, ser de Sudeste. Dessa forma, o trem
de ondas ao se aproximar da região sofre difração no promontório ao Sul da Enseada,
diminuindo a energia das ondas até chegarem à costa, bem como sua altura também
decai (OLPE, em andamento).
O Setor da Laje do Jaques apresentou a maior média de acréscimo de volume
sedimentar com ondulação predominante do quadrante Sudeste, resultado não
compatível com o modelo rodado por OLPE, (em andamento), onde a autora mostra que
ondulações do quadrante Leste, apresentariam variações maiores. Entretanto, se justifica
essa divergência pelo fato que durante os dias de amostragens não ocorreram
ondulações do quadrante Leste, dessa forma não se pode precisar qual seria a ondulação
mais influente na área, visto a presença da Laje submersa em frente ao Setor, promove a
82
difração das ondas incidentes. OLPE, (em andamento) mostra em seus resultados, que
ondulações de Leste incidem no Setor com altura significativa de onda, levemente
maior que ondulações de Leste/Nordeste, porém no presente estudo não se pode
confirmar essa hipótese.
Levando em conta que o grau de exposição à ação de ondas na área de estudo,
aumenta do Sul para Norte, os resultados para o S-1 foram condizentes, uma vez que
esse situa-se na porção Norte da Enseada e apresentou grandes variações morfológicas,
bem como volumétricas. Fato observado também para o S-4 que está situado na porção
centro-norte da Enseada. Assim sendo. O S-4 continua acrescentando sedimento devido
a presença da Laje submersa que difrata as ondas incidentes, logo auxilia o Setor para
que esse possua um estoque de sedimentos continuo e crescente.
Os valores extremos (i.e., maiores e menores) da variação volumétrica por Setor,
ocorreram durante os meses de Primavera e Outono, afirmativa notada para o Setor de
Barra Velha o qual teve amostragem contínua durante um ano.
Com base nos resultados e observações em campo, geralmente durante o horário
da aquisição dos dados e na maré de Sizígia, a porção subaérea da praia apresenta
naturalmente menor largura. Sendo mais interessante realizar as saída de campo durante
a maré de Quadratura no intuito de poder amostrar uma maior extensão do pós-praia;
mesmo sabendo que as escalas de tempo envolvidas nos processos de acumulo e perda
de sedimento são de curta escala e estão geralmente associadas a mudanças ocorridas no
período de dias a meses.
Todos os fatores levados em conta para essa conclusão estão diretamente
relacionados, sendo que todos condicionam o equilíbrio do sistema. A orientação da
linha de costa, ventos, marés, ondas e estoque sedimentar disponível, para o presente
estudo, foram as principais condicionantes para se entender as variações morfológicas e
volumétricas.
Por fim, a utilização do DGPS-RTK no presente estudo foi de grande valia, uma
vez que o equipamento proporciona uma grande cobertura da área a ser amostrada,
selecionando o método de aquisição adequado, proporciona um maior detalhamento da
variação morfológica e os dados ao serem interpolados apresentam imagens de
superfícies interessantes e realísticas.
83
7 Considerações Finais
Sugere-se para futuros trabalhos:
Promover dois campos mensais durante um ano, sendo um durante a maré de
Sizígia e outro na maré de Quadratura para melhor caracterização das variações
ocorridas no ambiente;
Coletar dados robustos de ventos, marés e ondas durante o período de
amostragem, para um entendimento e associações mais precisas das variações
ocorridas;
Testar outros padrões de caminhamentos para a aquisição dos dados com o
DGPS-RTK, de forma que propicie uma maior abrangência da área coletada,
para então executar um novo teste do interpolador mais adequado e
consequentemente uma melhor representação do ambiente.
84
8 Referências
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91
APÊNDICE I
Esquematização para transferência dos dados coletados para um pendrive.
92
APÊNDICE II
Apêndice II.1: Demonstração da variação morfológica para Barra Velha através do Software
ArcScene.
93
Apêndice II.2: Demonstração da variação morfológica para Piçarras com a ZEA através do
Software ArcScene.
94
Apêndice II.3: Demonstração da variação morfológica para Piçarras sem a ZEA através do
Software ArcScene.
95
Apêndice II.4: Demonstração da variação morfológica para Praia Alegre através do Software
ArcScene.
96
Apêndice II.5: Demonstração da variação morfológica para Setor em frente a Laje do Jaques
através do Software ArcScene.
97
APÊNDICE III
Apêndice III.1: Representação esquemática da incidência de ventos e ondas para quando o Setor de
Barra Velha apresentou menor volume praial à esquerda e maior volume à direita.
98
Apêndice III.2: Representação esquemática da incidência de ventos e ondas para quando o Setor de
Piçarras apresentou o menor volume praial.
99
Apêndice III.3: Representação esquemática da incidência de ventos e ondas para quando o Setor da
Laje do Jaques apresentou menor volume praial à esquerda e maior volume à direita.
