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GISELI MODOLO VIEIRA MACHADO

ANLISE MORFO-SEDIMENTAR DA PRAIA, ANTEPRAIA E PLATAFORMA CONTINENTAL INTERNA DA LINHA DE COSTA DO PARQUE NACIONAL DE JURUBATIBA- RJ

Dissertao apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Geografia da Universidade Federal do Rio de Janeiro, como requisito parcial para obteno do ttulo de Mestre em Geografia, na rea de concentrao Geomorfologia Costeira. Orientador: Dieter Muehe

RIO DE JANEIRO 2007

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Machado, Giseli Modolo Vieira. Anlise morfo-sedimentar da praia, antepraia e plataforma continental interna da linha de costa do Parque Nacional de JurubatibaRJ / Giseli Modolo Vieira Machado. 2007. 170 f. Orientador: Dieter Muehe Dissertao (mestrado) Universidade Federal do Rio de Janeiro, Instituto de Geocincias, Departamento de Geografia. 1.Geografia. 2. I. Muehe, Dieter. II. Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Geocincias, Departamento de Geografia. III. Anlise morfo-sedimentar da praia, antepraia e plataforma continental interna da linha de costa da orla do Parque Nacional de Jurubatiba- RJ

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GISELI MODOLO VIEIRA MACHADO

ANLISE MORFO-SEDIMENTAR DA PRAIA, ANTEPRAIA E PLATAFORMA CONTINENTAL INTERNA DA LINHA DE COSTA DO PARQUE NACIONAL DE JURUBATIBA- RJ

Dissertao apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Geografia do Instituto de Geocincias da Universidade Federal do Rio de Janeiro, como requisito parcial para obteno do ttulo de Mestre em Geografia, na rea de concentrao Geomorfologia Costeira Aprovada em ____ de _______________ de 2007.

COMISSO EXAMINADORA

_____________________________________________ Prof. Dr. Dieter Muehe Universidade Federal do Rio de Janeiro Orientador _____________________________________________ Prof. Dr. Guilherme Fernandez Universidade Federal Fluminense _____________________________________________ Prof. Dr. Josefa Varela Guerra Universidade Estadual do Rio de Janeiro

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minha famlia: Minha me Madalena e ao meu pai Marcos, que sempre me incentivaram e ofereceram apoio moral e financeiro durante a minha estadia no Rio de Janeiro e a minha irm Fernanda, que muito me ajudou com seus conhecimentos metodolgicos. Ao meu orientador Dr. Dieter Muehe, que mostrou-se sempre disponvel a tirar as minhas dvidas e bastante motivado na realizao dos campos. Ao Fernando, meu esposo, que deu significativa contribuio na produo deste trabalho, com suas crticas e conhecimentos em informtica e em portugus. Prof. Dr. e amiga Jacqueline Albino, que mesmo distante teve participao fundamental para a iniciao deste curso. Ao Prof. Dr. Guilherme Fernandez, que possibilitou em sua ida campo maior preciso dos dados coletados nos perfis topogrficos. Ao Departamento de Geografia da UFRJ que gentilmente permitiu que pudesse realizar as anlises laboratoriais no Laboratrio de Geomorfologia. Aos colegas: Eduardo Manuel Rosa Bulhes, pela indispensvel participao nos campos, principalmente na coleta de sedimentos, pela ajuda no laboratrio, pela elaborao dos mapas de refrao de ondas e pela amizade e ateno dedicada nesse tempo de estadia no Rio de Janeiro. nova amiga Flavia Lins-de-Barros, que se mostrou sempre disposta na confeco dos mapas de refrao e contribuiu de forma significativa com sugestes surgidas em nossas conversas. Mitzi Arajo Vidal e Mariana Carvalho, que dedicaram vrias horas no laboratrio para anlise dos sedimentos, que foram de fundamental importncia na realizao deste trabalho. Por fim a todos que me ajudaram direta e indiretamente, fica registrado aqui o meu agradecimento.

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O que sabemos uma gota, o que ignoramos um oceano. Isaac Newton

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RESUMO

A anlise morfo-sedimentar do sistema praia-antepraia-plataforma continental interna objetiva caracterizar e identificar os processos hidrodinmicos e morfo-sedimentares atuantes no referido sistema e analisar mais detalhadamente a aplicao do conceito de perfil de equilbrio (DEAN, 1977). avaliada a hiptese de que o recobrimento sedimentar na antepraia no controla a forma do perfil de equilbrio, sendo o substrato reliquiar da antepraia o dominador de tal formato. Anlises histrico-geomorfolgicas, oceanogrficas e sedimentolgicas da rea e, observaes de campo permitiram avaliar a estabilidade da linha de costa na faixa costeira do Parque Nacional da Restinga de Jurubatiba RJ. A forte eroso observada na praia manifestou-se de maneira pontual, conseqncia de variaes de: altura das ondas, principalmente de S, SW e SSW; sedimentos finos e lamosos na antepraia e na plataforma continental interna e orientao da linha de costa. O estado morfodinmico refletivo da praia e a presena de areia muito fina e lama na antepraia dificultam o deslocamento transversal dos sedimentos, incumbindo a deriva litornea o papel principal de manuteno do material grosso neste sistema. O histrico geolgico-geomorfolgico transgressivo da rea favorece tambm uma maior instabilidade deste litoral. Os desequilbrios morfolgicos observados na praia so compensados pelo grande volume de sedimentos mobilizados pela corrente longitudinal de sentido sudoeste-nordeste. A aparente estabilidade desta praia pode estar comprometida caso ocorram alteraes do padro de ondas, como por exemplo, a intensificao das frentes frias e/ ou, cesse ou seja reduzido o trnsito longitudinal de sedimentos.

Palavras-chave: antepraia; plataforma continental interna; sedimento; perfil de equilbrio; onda; eroso.

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ABSTRACTThe analysis morpho-sedimentary of the system beach-shoreface-inner continental shelf objective to characterize and to identify the hydrodynamics and morpho-sedimentaries processes in the related system and more at great length to analyze the application of the concept of equilibrium profile (DEAN, 1977). The covering sedimentary in the shoreface is evaluated the hypothesis of that does not control the form of the equilibrium profile, being the substratum to reliquiar the dominador of such format. Analyses historical-geomorphologics, oceanographics and sedimentologics of the area and, field comments had allowed to evaluate the stability of the shoreline in the coastal band of the National Park of the Restinga de Jurubatiba Rio de Janeiro. The strong erosion observed in the beach was disclosed in prompt way, consequence of height variations of the waves, mainly of S, SW and SSW, of sediments in the shoreface and the inner continental shelf and of orientation of the shoreline. The reflective morphodynamic state of the beach and the presence of very fine sand and mud in the shoreface make it difficult the transversal displacement of the sediments, charging the littoral drift the main paper of maintenance of the coarse material in this system. The transgressive geologicgeomorphologic historical of the area also favors a bigger instability of this coast. The observed morphologic disequilibrium in the beach are compensated by the great volume of mobilized sediments longitudinal current visor of direction southwest-northeast. The apparent stability of this beach can be engaged case occurs alterations of the standard of waves, as for example, the intensification of storns and or, it ceases or it reduces the longitudinal transit of sediments.

Keywords: shoreface; inner continental shelf; sediment; equilibrium profile; wave; erosion.

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LISTA DE FOTOGRAFIASFotografia 1 Parque Nacional de Jurubatiba mostrando a extenso da faixa litornea e a presena de lagunas e o cordo holocnico.......................20 Fotografia 2 Estreito cordo holocnico no flanco sul do rio Paraba do Sul...............23 Fotografia 3 Onda mergulhante .................................................................................. 31 Fotografia 4 Busca-fundo (Van Veen) utilizado para coletar sedimentos da plataforma continental interna..................................................................75 Fotografia 5 Face da praia ngreme e ausncia de zona de surfe, caractersticas tpicas de praia refletiva........................................................................ 96 Fotografia 6 Perfil 1 apresentando uma topografia mais suavizada.......................... 101 Fotografia 7 - Tubulao de gs da Petrobrs sobre o cordo litorneo ao longo do Perfil 2............................................................................................... 102 Fotografia 8 Vista da laguna situada no reverso do cordo holocnico no Perfil 3............................................................................................................ 102 Fotografia 9 Presena de berma de tempestade e de cspides no Perfil 3.............. 103 Fotografia 10 Marcas de transposio de ondas no Perfil 4......................................103 Fotografia 11 Forte transposio de ondas localizada no trajeto do Perfil 5 para o 4. Cordo bastante estreito e com ausncia de vegetao................. 104 Fotografia 12 Reverso do cordo holocnico localizado no Perfil 5 com significativa presena de vegetao.................................................... 105 Fotografia 13 Cordo holocnico mais extenso e bem vegetado no Perfil 6.............105 Fotografia 14 Imagem de satlite da plancie costeira do rio Paraba do Sul, mostrando a pluma de sedimentos em suspenso provenientes do rio......................................................................................................... 111 Fotografia 15 Eroso acentuada na estrada situada sobre o cordo........................ 142 Fotografia 16 Perda de vegetao sobre o cordo e marcas de transposio de ondas localizadas entre os Perfis 4 e 5............................................... 143 Fotografia 17 Vista do cordo litorneo extenso e bem vegetado localizado no Perfil 6.................................................................................................. 144

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LISTA DE FIGURASFigura 1 Localizao da rea de estudo...................................................................... 19 Figura 2 Mapa geolgico da feio deltaica do Paraba do Sul...................................22 Figura 3 Esquema evolutivo da sedimentao quaternria nas feies deltaicas da costa leste brasileira................................................................................ 25 Figura 4 Distribuio anual da direo dos ventos em So Tom.............................. 27 Figura 5 Caracterizao ambiental em funo da amplitude da mar e altura mdia das ondas...........................................................................................28 Figura 6 Padro anual de direo de ondas................................................................ 29 Figura 7 Mapa batimtrico de Zembruscki e Frana (1976)........................................ 33 Figura 8 Resposta geomorfolgica do cordo litorneo a uma elevao do nvel do mar............................................................................................................ 38 Figura 9 Retrogradao da linha de costa em funo da declividade do fundo marinho.......................................................................................................... 39 Figura 10 Terminologias e limites adotados nas feies do sistema praial................ 40 Figura 11 Relao entre granulometria dos sedimentos e declividade da 41 antepraia em trs reas distintas................................................................ Figura 12 Correlao entre dimetro granulomtrico, declividade da face da praia e exposio energia das ondas...................................................... 43 Figura 13 Caractersticas morfolgicas dos seis estados morfodinmicos de praia de Wright e Short (1984)....................................................................45 Figura 14 Influncia do aumento do nvel do mar no perfil praial................................ 47 Figura 15 Compartimentao adotada para o perfil da antepraia............................... 51 Figura 16 Perfil esquemtico das sees de variaes de gradientes da antepraia da costa norte do rio Grande do Sul............................................ 56 Figura 17 Perfil global de equilbrio............................................................................. 57 Figura 18 Intensidade e direo do movimento do gro na crista e na calha da

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onda............................................................................................................. 61 Figura 19 Relao entre o movimento da areia perto das ondulaes do fundo e o movimento orbital da ao da onda sem e com a corrente unidirecional em suspenso........................................................................ 62 Figura 20 Corrente de deriva litornea ....................................................................... 63 Figura 21 - Intensidade do transporte longitudinal em funo da variao do ngulo de incidncia da onda em relao face da praia.......................... 64 Figura 22- Velocidade da corrente longitudinal em funo da incidncia e da altura da onda na arrebentao............................................................................... 65 Figura 23 - Clulas de circulao costeira formada por correntes longitudinais e correntes de retorno.....................................................................................66 Figura 24 Diagrama esquemtico dos aspectos metodolgicos utilizados..................69 Figura 25 Localizao dos pontos de coleta de sedimentos na plataforma continental interna....................................................................................... 70 Figura 26 Exemplo de um registro batimtrico do ecobatmetro................................. 73 Figura 27 Localizao dos pontos de coleta de sedimentos na praia......................... 75 Figura 28 Determinao do parmetro escalar A a partir do dimetro mediano do gro e da velocidade de decantao..................................................... 78 Figura 29 Ilustrao dos parmetros estatsticos........................................................ 86 Figura 30 Histogramas mostrando as mudanas na distribuio do tamanho do gro ao longo do transporte segundo Mc Laren (1981)...............................89 Figura 31 Diagrama do modelo de transporte de sedimentos propostos por Mc Laren e Bowles (1985)................................................................................. 91 Figura 32 Diagrama CM de Passega (1964)............................................................... 93 Figura 33 Mapa batimtrico gerado a partir da Folha de Bordo.................................. 95 Figura 34 Perfis topogrficos de 2005 acoplados aos perfis batimtricos................ 99 Figura 35 Perfis topogrficos das duas campanhas: 2005 e 2006............................ 100 Figura 36 Histogramas da granulometria dos sedimentos coletados na praia ao longo do Parque de Jurubatiba...............................................................................................107

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Figura 37 Histogramas da granulometria dos sedimentos coleados na antepraia inferior a cerca de 800 metros da praia.................................................... 108 Figura 38 Mapas sedimentolgicos da plataforma continental interna: mediana, assimetria, grau de seleo e curtose....................................................... 110 Figura 39 Refrao de ondas de NE........................................................................... 113 Figura 40 Refrao de ondas de S.............................................................................114 Figura 41 Refrao de ondas de SE......................................................................... 115 Figura 42 Refrao de ondas de SSE....................................................................... 116 Figura 43 Refrao de ondas de SW........................................................................ 117 Figura 44 Refrao de ondas de SSW...................................................................... 118 Figura 45 Energia das ondas ao atingirem a praia, nas localidades dos perfis topogrficos, para todas as situaes de ondas simuladas...................... 122 Figura 46 Velocidade da corrente longitudinal nas localidades dos perfis.................. 123 Figura 47 Estimativa de volume de areia transportado pela corrente longitudinal para cada situao de onda simulada......................................................... 124 Figura 48 Volume estimado de areia transportada pela corrente longitudinal considerando a direo do transporte....................................................... 126 Figura 49 Perfis de equilbrio calculados segundo a equao do Dean (1977).........128 Figura 50 - Perfis medidos em campo alinhados a um mesmo ponto para efeito de comparao da declividade dos mesmos................................................... 132 Figura 51 Mapa demonstrando dois ambientes deposicionais segundo a proposta de Sahu (1964)........................................................................... 136 Figura 52 Diagrama CM dos sedimentos coletados na plataforma continental interna........................................................................................................ 136 Figura 53 Mapa de diferentes processos de sedimentao identificados segundo a tcnica do diagrama CM sugerido por Passega (1964)............................138 Figura 54 Mapa de compartimentao da rea conforme as caractersticas erosivas observadas.................................................................................. 141

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LISTA DE TABELASTabela 1 Sedimentos coletados na poro emersa da praia.......................................74 Tabela 2 Identificao dos sedimentos coletados na plataforma continental Interna........................................................................................................... 76 Tabela 3 Classificao dos estados morfodinmicos de Wright e Short (1984)..........79 Tabela 4 Classificao dos estados morfodinmicos no instante da observao segundo Muehe (1998)................................................................................. 80 Tabela 5 Classificao granulomtrica adotada por Wentworth (1922)...................... 82 Tabela 6 Classificao das fraes silte e argila em pipetagem realizada a uma temperatura de 20 C....................................................................................82 Tabela 7 Frmulas sugeridas por Folk e Ward (1957) para calcular os parmetros estatsticos da distribuio granulomtrica.................................................. 83 Tabela 8 Classificao do grau de seleo, da assimetria e da curtose normalizada segundo Folk e Ward (1957).................................................... 85 Tabela 9 Parmetros morfomtricos obtidos em campo............................................. 97 Tabela 10 Direo da linha de costa e direo de onde vem a onda........................ 120 Tabela 11 Caractersticas oceanogrficas das ondas provenientes de S, SE, SSE, SW, SSW e NE ao atingirem a praia com base na simulao de refrao de ondas..................................................................................... 121 Tabela 12 Diferena estimada de volume de areia transportado longitudinalmente praia para direita e para esquerda......................................................... 127 Tabela 13 Declividades da face da praia e da antepraia obtidas nos perfis medidos no campo de 2006......................................................................131

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LISTA DE ANEXOSANEXO 1 Coordenadas do incio dos perfis topogrficos......................................... 163 ANEXO 2 - Coordenadas e classificao granulomtrica das amostras coletadas na plataforma continental interna utilizadas na elaborao dos mapas sedimentolgicos....................................................................................... 164 ANEXO 3 - Planilha elaborada por Muehe (2006) para acoplar o perfil topogrfico ao batimtrico............................................................................................ 167 ANEXO 4 - Ficha de campo utilizada para nivelamento topogrfico e anotaes dos parmetros morfomtricos.................................................................. 168 ANEXO 5 - Ficha de laboratrio utilizada para o peneiramento a seco....................... 169 ANEXO 6 - Parmetros granulomtricos estatsticos das amostras das praias ao longo da Reserva de Jurubatiba ............................................................... 170

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SUMRIO

I INTRODUO .........................................................................................................16 II OBJETIVOS ............................................................................................................182.1 GERAL..................................................................................................................18 2.2 ESPECFICOS......................................................................................................18 III CARACTERIZAO DA REA .......................................................................19 3.1 LOCALIZAO.....................................................................................................19 3.2 PARQUE NACIONAL DE JURUBATIBA ..............................................................20 3.3 ASPECTOS GEOLGICOS E GEOMORFOLGICOS .......................................21 3.3.1 Gnese e evoluo da linha de costa no flanco sul do rio Paraba do Sul ................................................................................................................................23 3.4 ASPECTOS CLIMTICOS ...................................................................................26 3.4.1 Ventos ...........................................................................................................26 3.5 ASPECTOS OCEANOGRFICOS .......................................................................27 3.5.1 Mar...............................................................................................................27 3.5.2 Ondas ............................................................................................................28 3.6 PRAIAS.................................................................................................................30 3.7 PLATAFORMA CONTINENTAL INTERNA...........................................................32 IV REFERENCIAL TERICO ................................................................................36 4.1 ESTABILIDADE DA LINHA DE COSTA ...............................................................36 4.2 VARIAO DO NVEL DO MAR ..........................................................................37 4.3 O SISTEMA PRAIAL.............................................................................................39 4.3.1 Nomenclatura ...............................................................................................39 4.3.2 Aspectos morfolgicos e hidrodinmicos .................................................42 4.3.3 Estados morfodinmicos ............................................................................43 4.4 TEORIA DE BRUUN (1954) .................................................................................46 4.5 PERFIL DE EQUILBRIO......................................................................................48 4.5.1 Profundidade de Fechamento .....................................................................49 4.5.2 Perfil de Equilbrio de DEAN (1977) ............................................................51 4.5.3 Caracterizao morfolgica e sedimentolgica do Perfil de Equilbrio ..55 4.5.4 Comparao do Perfil de Equilbrio Terico e o Medido ..........................57 4.5.5 Geologia e Perfil de Equilbrio ....................................................................58 4.6 DESLOCAMENTO DE SEDIMENTOS .................................................................59 4.6.1 Mecanismo de transporte slido na gua..................................................60 4.6.2 Transporte longitudinal e transversal de sedimentos em relao praia ................................................................................................................................63 4.6.2.1 Transporte Longitudinal............................................................................63 4.6.2.2 Transporte Transversal.............................................................................65 V METODOLOGIA E TCNICAS DE PESQUISAS .........................................67 5.1 METODOLOGIA DE PESQUISA CIENTFICA .....................................................67 5.2 TCNICAS UTILIZADAS ......................................................................................69 5.2.1 Localizao das amostras de sedimento...................................................69

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5.2.2 Batimetria......................................................................................................70 5.2.3 Propagao de ondas em direo costa .................................................71 5.2.4 Coletas de dados em campo .......................................................................72 5.2.4.1 Levantamento topogrfico e batimtrico...................................................72 5.2.4.2 Coleta de sedimentos...............................................................................74 5.2.4.3 Coleta de dados oceanogrficos..............................................................76 5.2.5 Determinao do perfil de equilbrio ..........................................................77 5.2.6 Classificao morfodinmica da praia .......................................................78 5.2.7 Anlise em laboratrio.................................................................................80 5.2.7.1 Anlise granulomtrica.............................................................................80 5.2.7.2 Tratamento laboratorial............................................................................81 5.2.7.3 Parmetros estatsticos............................................................................83 5.2.8 Determinao da intensidade do transporte longitudinal ........................86 5.2.9 Identificao da direo do transporte sedimentar ..................................88 5.2.10 Caracterizao dos ambientes deposicionais .........................................92 VI RESULTADOS .....................................................................................................94 6.1 BATIMETRIA ........................................................................................................94 6.2 CARACTERIZAO MORFO-SEDIMENTAR DO SISTEMA PRAIA ANTEPRAIA PLATAFORMA CONTINENTAL INTERNA ........................................96 6.2.1 Praia e Antepraia ..........................................................................................96 6.2.1.1 Perfis topogrficos....................................................................................97 6.2.1.2 Sedimento...............................................................................................106 6.2.2 Plataforma Continental Interna .................................................................108 6.2.2.1 Sedimento...............................................................................................108 6.3 REFRAO DE ONDAS ....................................................................................112 6.3.1 Transporte longitudinal .............................................................................119 6.4 PERFIL DE EQUILBRIO.....................................................................................127 6.4.1 Perfis de equilbrio de DEAN (1977)..........................................................129 6.4.2 Perfis de equilbrio de DEAN (1977) calculados com o sedimento da antepraia................................................................................................................130 6.4.3 Perfis Tericos de DEAN (1977) calculados com m = 0,4 ......................130 6.4.4 Declividade praia-antepraia........................................................................131 VII DISCUSSO ......................................................................................................132 7.1 TRANSPORTE E DEPOSIO DE SEDIMENTOS NA PLATAFORMA CONTIENTAL INTERNA ..........................................................................................133 7.2 PRINCIPAIS AGENTES DO TRANSPORTE SEDIMENTAR RESPONSVEIS PELO PROCESSO EROSIVO DO SISTEMA PRAIA-ANTEPRAIA .........................140 7.3 A MORFODINMICA DO SISTEMA PRAIA-ANTEPRAIA .................................147 VIII CONCLUSO ...................................................................................................152 IX REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS .............................................................155 X ANEXOS.................................................................................................163

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I INTRODUOA orla costeira e zona submarina associada, a leste do Rio de Janeiro, vem sendo sistematicamente levantada por pesquisadores e estudantes ligados ao Laboratrio de Geografia Marinha do Departamento de Geografia, UFRJ, focando a distribuio de sedimentos e seu transporte, a morfodinmica das praias, da antepraia e dos campo de dunas, o desenvolvimento e aplicao de tcnicas de campo e laboratrio, objetivando fundamentalmente a identificao de tendncias e vulnerabilidades. A presente dissertao uma continuidade espacial desses levantamentos e abrange o litoral entre Maca e o Canal do Furado, em grande parte representando a orla do Parque Nacional de Jurubatiba, localizado morfologicamente no flanco Sul da plancie costeira deltiforme do rio Paraba do Sul, imediatamente a Sul da paleo-desembocadura do mesmo rio. Sem aporte de areias fluviais modernas, devido ao abandono da desembocadura original e com histrico de significativa retrogradao associada elevao holocnica do nvel do mar (SILVA et al., 2004), a rea de estudo se apresenta como interessante objeto para avaliao da estabilidade do litoral, considerando a morfologia do sistema praia-antepraia-plataforma continental interna. O litoral caracterizado por um terrao pleistocnico formado de cristas de praia e um estreito cordo litorneo holocnico transgressivo (DOMINGUEZ et al., 1981; MUEHE & VALENTINI, 1998 e MARTIN et al., 1984). A rea recebe com maior constncia ventos fracos a moderados de NE e com menor freqncia ventos fortes do quadrante sul, associados passagem de frentes frias, que proporcionam as piores situaes de mar, como por exemplo, as ondas provenientes de S, SW e SE (SOUZA, 1988). A presente investigao objetiva caracterizar e identificar os processos hidrodinmicos e morfo-sedimentares atuantes e analisar mais detalhadamente a aplicao do conceito de perfil de equilbrio (DEAN, 1977). Para Dean (1977) o conceito de perfil de equilbrio implica, dentre outras condies, que a antepraia rica em areia, e, portanto, a estrutura geolgica subjacente no exerce influncia na forma do perfil de equilbrio, pois a abundncia de sedimentos

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capaz de model-lo. Tal hiptese tambm j foi confirmada por outros autores, como por exemplo, Pilkey et al. (1993). No entanto, na praia analisada e nos trabalhos desenvolvidos por Thieler et al. (1995) e por Roso (2004) foi constatado exatamente o oposto. Assim sendo, este trabalho busca analisar a influncia do substrato reliquiar da antepraia, no controle da forma do perfil de equilbrio.

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II OBJETIVOS

2.1 GERAL - Analisar os aspectos morfo-sedimentares da praia, antepraia e plataforma continental interna para fins de caracterizao e identificao dos processos hidrodinmicos e morfo-sedimentares atuantes no referido sistema.

2.2 ESPECFICOS

- Conhecer a batimetria da plataforma continental interna e antepraia; - Avaliar os dados oceanogrficos (direo, altura e perodo da onda), para poder identificar reas de concentrao de energia das ondas que na praia representam os segmentos de maior energia e de maior risco eroso; - Caracterizar morfolgica e sedimentologicamente o sistema praia-antepraiaplataforma continental interna, incluindo direes do transporte e reas deposicionais; - Determinar o perfil de equilbrio da praia e correlacion-lo eroso e a uma possvel tendncia de recuo da linha de costa; - Inferir os principais agentes do transporte sedimentar que possam contribuir para o aumento dos processos erosivos ocorridos no sistema praia-antepraia; - Avaliar a estabilidade da linha de costa situada ao longo do Parque Nacional da Restinga de Jurubatiba; - Definir a morfodinmica do sistema praia-antepraia e fornecer subsdios aos estudos de gerenciamento costeiro.

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III CARACTERIZAO DA REA

3.1 LOCALIZAO

A rea de estudo se localiza no litoral norte fluminense, abrangendo as praias e a plataforma continental interna adjacente compreendidas entre os distritos de Cabinas (Maca) ao sul e proximidades da Barra do Furado (Quissam) ao norte, defronte ao Parque Nacional de Jurubatiba (Figura 1).

ES

MGC. So Tom Maca

SPRio de Janeiro

Oceano Atlntico

Figura 1. Localizao da rea de estudo.

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3.2 PARQUE NACIONAL DE JURUBATIBA

O Parque Nacional de Jurubatiba se localiza no nordeste do estado do Rio de Janeiro, abrangendo os municpios de Maca, Carapebus e Quissam, compreendendo aproximadamente 15 mil hectares, sendo 44km de costa inserida na plancie arenosa costeira (RAMBALDI et al., 2003). A rea em questo, regionalmente conhecida como restinga, constituda por um conjunto de ecossistemas diferenciados pela elevada biodiversidade e grande fragilidade ecolgica, englobando um total de dezoito lagunas e diversos brejos (NURUC, 2006), (Fotografia 1).

Fotografia 1. Fotos do Parque Nacional de Jurubatiba mostrando a extenso da faixa litornea, a presena de lagunas e o cordo holocnico. (NURUC, 2006. Acessado em: 09 jan de 2006).

A criao do Parque foi decretada em 29 de abril de 1998, e de acordo com a Lei n 9.985/00, art. 8, o Parque Nacional de Jurubatiba se insere numa das categorias de Unidade de Proteo Integral pertencente ao Sistema Nacional de Unidades de Conservao e da Natureza (SNUC, 2000), com caractersticas e objetivos especficos, segundo o art. 11 desta Lei:O Parque Nacional tem como objetivo bsico a preservao de ecossistemas naturais de grande relevncia ecolgica e beleza cnica, possibilitando a realizao de pesquisas cientficas e o desenvolvimento de atividades de educao e interpretao ambiental, na recreao em contato com a natureza e de turismo ecolgico. (CONSELHO NACIONAL DA RESERVA DA BIOSFERA DA MATA ATLNTICA, 2000, p.19)

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Segundo Muehe & Valentini (1998), alguns fatores scio-econmicos esto interferindo na qualidade ambiental de algumas das lagunas situadas retaguarda do cordo litorneo holocnico localizadas na rea do Parque. Estudos realizados por Panosso et al. (1998, apud MUEHE e VALENTINI, 1998) relatam que a laguna de Carapebus recebe efluentes da cidade de Carapebus e industriais, sem qualquer tipo de tratamento, das usinas produtoras de acar, atravessando extensas reas agrcolas, basicamente plantaes de cana-de-acar e algumas reas de pastagem. Entretanto, Muehe & Valentini (1998, p.25) citam que no restante das lagunas do Parque, [...] o impacto ambiental pequeno, sendo o lenol fretico a principal fonte potencial de contaminao, j que a ocupao da plancie praticamente inexistente.

3.3 ASPECTOS GEOLGICOS E GEOMORFOLGICOS

A compartimentao do litoral brasileiro elaborada por Silveira (1964), considerando as condicionantes geolgicas, geomorfolgicas e oceanogrficas, insere a rea de estudo na costa Oriental ou Leste, com presena de caractersticas geomorfolgicas da costa do Nordeste, principalmente o Grupo Barreiras. Mais precisamente no macrocompartimento Bacia de Campos, limitado a norte pelo rio Itabapoana e ao sul pelo Cabo Frio, encontra-se sua principal feio geomorfolgica: a plancie costeira do rio Paraba do Sul, interiorizando o Barreiras a medida que se amplia a largura da plancie de cristas de praia, desaparecendo de vez, a partir da extremidade sul desta plancie, sendo substituda por rochas do embasamento cristalino pr-cambriano (MUEHE, 1998a). A geologia da rea de estudo est ilustrada no mapa elaborado por Dominguez et al. (1981), (Figura 2), que vai desde Maca at aproximadamente, onde se inicia a Lagoa Feia. Como ilustrado na figura e descrito por Muehe & Valentini (1998), esta rea caracterizada por um terrao pleistocnico formado de cristas de praia e um estreito cordo litorneo holocnico transgressivo.

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Estas feies geomorfolgica so denominadas por Dias & Silva (1984) de restingas duplas, caracterizadas pelo menos, por dois eventos transgressivos. Segundo os autores, retaguarda do cordo litorneo existe um conjunto de pequenas lagunas, que se estreita em direo plancie pleistocnica, podendo ser caracterizada pelo aspecto truncado das margens lagunares, em contato como reverso do cordo litorneo e pela presena de cspides internos, sugerindo que estas lagunas eram mais largas do que a configurao atual.

1- terrao marinho holocnico; 2- terrao marinho pleistocnico; 3- terrao fluvial; 5- pntano; 9- lagoas; 11- Formao Barreiras; 12- embasamento pr-cambriano; 13- alinhamento cordes litorneos holocnicos; 14- alinhamento cordes litorneos pleistocnicos; 15- falsia morta.

Figura 2. Mapa geolgico da feio deltaica do Paraba do Sul (DOMINGUEZ et al., 1981).

De acordo com Martin e colaboradores (1984), no flanco sul da plancie costeira do Paraba do Sul os terraos pleistocnicos so particularmente bem desenvolvidos sendo datados em 120.000 anos A.P. J o cordo litorneo mais recente que 5.100 anos A.P (Fotografia 2). Este aparece restrito a uma barreira arenosa nica de algumas dezenas de metros de largura, sendo que os sedimentos deste cordo so provenientes principalmente da plataforma continental interna (MARTIN et al., 1984 e MUEHE, 2005).

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Fotografia 2. Estreito cordo holocnico no flanco sul do rio Paraba do Sul. esquerda do cordo est a praia e direita, a laguna. (Foto: Dieter Muehe. Coord. 251630; 7544146)

3.3.1 Gnese e evoluo da linha de costa no flanco sul do rio Paraba do Sul A linha de costa est constantemente na busca do equilbrio, e para isso, ela se ajusta conforme a amplitude das mars, a energia das ondas, o suprimento de sedimentos, as intervenes antrpicas e as flutuaes do nvel relativo do mar, sendo este ltimo considerado por Suguio et al. (1985) e Dominguez et al. (1981), como um dos principais fatores responsveis pela sedimentao costeira durante o Holoceno, consistindo conseqentemente, no fator decisivo para a configurao morfolgica, atual da linha de costa, em particular, a plancie ao sul do Cabo de So Tom. Dois episdios transgressivos Quaternrios (Penltima e ltima Transgresso) foram considerados por Dominguez et al. (1981) e SUGUIO et al. (1985) de grande importncia para a regio do Paraba do Sul, bem como as regies deltaicas de So Paulo, Bahia e Esprito Santo. Na Penltima Transgresso (Transgresso Canania), com mxima atingida a cerca de 120.000 anos A.P, o nvel do mar erodiu total ou parcialmente os depsitos

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continentais, formando ento, com o subseqente evento regressivo do mar, terraos arenosos pleistocnicos. Aps este evento regressivo iniciou-se a ltima Transgresso (Transgresso Santos) holocncia na qual o mar atingiu cerca de 5 m acima do nvel atual por volta de 5.100 anos A.P., erodindo e afogando parcialmente as plancies costeiras e cursos fluviais, isolando o sistema lagunar. A descida do nvel relativo do mar subseqente levou a construo de terraos marinhos a partir de ilha-barreira original, resultando na progradao da linha de costa com os denominados cordes arenosos holocnicos, causando tambm uma gradual transformao das lagunas em lagoas e estas em pntanos salobros e, finalmente, doces (Figura 3).

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Figura 3. Esquema evolutivo da sedimentao quaternria nas feies deltaicas da costa leste brasileira. (DOMINGUEZ et al., 1981)

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3.4 ASPECTOS CLIMTICOS A abundncia de material depositado ao longo da maior parte dos trechos do litoral brasileiro reflete em grande parte s condies climticas da rea, como: as altas temperaturas e os altos ndices pluviomtricos, que auxiliam na ao do intemperismo e conseqentemente na disponibilidade de sedimentos. Estas condies favorecem por sua vez, o pioneirismo vegetal que, de modo muito ativo, acarreta a fixao do material sedimentar. Desse modo, explica-se a rapidez com que surgem construes litorneas e a formao, em pouco tempo, de extensas plancies litorneas (SILVEIRA, 1964, p.261), como as encontradas nas plancies costeiras do rio Paraba do Sul. O segmento estudado apresenta o clima tropical quente mido a super-mido, com at trs meses de seca no inverno, com precipitao mdia de 1000 mm/ano e temperatura mdia anual variando de 22 a 24C (CARVALHO E RIZZO, 1994).

3.4.1 Ventos

Os dois Sistemas Atmosfricos de grande influncia no litoral estudado so: o Tropical Atlntico, que possui caractersticas quente e mida e responsvel pelos ventos provenientes do quadrante E-NE, permitindo condies de tempo bom, principalmente no vero; e o Polar Atlntico, com caractersticas fria e mida e responsvel pelas frentes frias oriundas dos quadrantes S-SW e SE, pronunciadas principalmente no outono e no inverno, as quais trazem grande instabilidade e chuvas (NIMER 1979 e SOUZA, 1988). Durante todo ano sopram freqentemente ventos de NE com velocidade mdia entre 5 a 10 ns (DIRETORIA DE HIDROGRAFIA E NAVEGAO), considerados por Souza (1988), como uma situao normal. Estes ventos locais mantm a estabilidade do tempo, com cu ensolarado que somente cessa com a chegada de frentes frias (NIMER 1979 e SOUZA, 1988), (Figura 4).

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Os fortes ventos de SW esto associados passagem das frentes frias e ocasionam a pior situao de mar, freqentemente encontradas no inverno; os ventos de SE, normalmente aparecem em funo dos ventos SW que ao estacionarem, giram e passam a soprar de SE com menos velocidade; os ventos de NW, normalmente antecedem as frentes e sopram da terra; j os ventos de S esto associados aos marulhos (swell) que so mais pronunciados no outono-inverno, caracterizado pelas frentes frias (SOUZA, 1988).

Figura 4. Distribuio anual da direo dos ventos em Farol se So Tom (DHN, 1992 apud BASTOS, 1997).

3.5 ASPECTOS OCEANOGRFICOS

3.5.1 Mar

De acordo com a Diretoria de Hidrografia e Navegao (DHN), a variao de mar na Ponta de Maca alcana 1,3 m em mar alta de sizgia e 0,3 m em mar baixa, se enquadrando portanto, num regime de micromar, ou seja, amplitude inferior a 2m. Esta baixa amplitude da mar, associada predominncia da ao das ondas, classifica este litoral como dominado por ondas (MUEHE, 2001), (Figura 5).

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Figura 5. Caracterizao ambiental em funo da amplitude da mar e altura mdia das ondas (Segundo NUMMEDAL, 1983 apud MUEHE, 2001).

3.5.2 Ondas A costa leste do Brasil, que vai do Cabo Frio (RJ) at o paralelo de 10S afetada por dois padres de ondas, um de NE e outro de SE, associados aos ventos alsios originrios do anticiclone do Atlntico Sul, este ltimo reforado pelo avano da Frente Polar Atlntica (DOMINGUEZ & BITTENCOURT, 1994). Neste compartimento o vento local mais persistente e a presena de marulho proveniente do sul rara (MELO, 1993). Ao longo do ano, a maior freqncia da direo de incidncia de ondas est associada aos ventos locais dos quadrantes NE e E, e com menor freqncia ondas provenientes dos quadrantes SE, S e SW, associados s frentes frias durantes os meses de outono, inverno (SOUZA, 1988), (Figura 6).

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Segundo Souza (1988), as condies de mar de NE tm presena marcante na rea, principalmente nos meses de vero, sendo a persistncia sua principal caracterstica, com perodos de pico mximo de 7 segundos, e altura significativa mdia de 1,3 metros, no ultrapassando 1,8 metros. Conforme a autora, o mar de SW, apesar de ocasional, ocorre aps a passagem do sistema frontal pela regio e est associado ao mar de S (que progride com a frente), proporcionando a pior situao: ondas significativas mximas de aproximadamente 5 metros de altura e perodo de pico de 12,6 segundos. Assim como, as condies de mar de SE, que apresentam persistncia e esto associados passagem da frente, quando o vento de SW gira, perde velocidade e passa a soprar de SE. A maior potncia das ondas est associada s condies de mar do quadrante sul, e segundo Souza (1988), maior ateno deve ser dada a estes casos, apesar de pequena ocorrncia, podendo ser indicativos de condies de ressaca na costa potencializadas com situaes de mar de sizgia, quando o nvel relativo do mar se eleva.

Figura 6. Padro anual de direo de ondas (SOUZA, 1988).

Conforme as observaes de Souza (1988) a altura mdia (Ho) das ondas situa-se entre 1,6 e 2,0 m. Alturas superiores a 3 m so mais freqentemente oriundas dos quadrantes S e SW. O transporte litorneo residual orientado para o norte (GUSMO, 1990; CASSAR e NEVES, 1993 apud MUEHE & VALENTINI, 1998 e BASTOS, 1997), em adaptao s

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ondas de SE, geradas pelas frentes frias ou as que chegam na forma de marulho, oriundas das latitudes mais elevadas do sul (MUEHE & VALETINI, 1998).

3.6 PRAIAS Utilizando trs critrios fundamentais para estabelecer limites do perfil ativo da orla, Muehe (2004) em seu captulo destinado definio de limites e tipologias da orla sob os aspectos morfodinmico e evolutivo, servindo como base para o Projeto Orla, classificou inicialmente as praias de acordo com os critrios hidrodinmico, morfodinmico e morfolgico. Segundo o autor, as praias em estudo podem ser classificadas como: expostas e de alta energia, pois so desprotegidas das ondas de tempestades; refletivas, pois apresentam baixa variabilidade topogrfica entre a praia e antepraia, associadas s ondas do tipo mergulhante e ascendente; e destacadas do litoral, visto que so separadas da retroterra por um corpo dgua, confinado ou no. Estas ltimas caractersticas[...] so formadas por acumulaes sedimentares de largura geralmente muito estreita em relao ao seu comprimento, estando seu flanco frontal em contato com o oceano e seu flanco reverso em contato com uma laguna ou corpo dgua de menor energia que no flanco frontal. So denominados de cordes litorneos ou barreiras (barrier beaches), quando ambas extremidades laterais esto conectadas com feies salientes da retroterra, como promontrios ou pontas, mesmo que interrompidas por canais [...], (MUEHE, 2004, p. 13).

Em uma anlise morfodinmica, Bastos (1997) fez uma caracterizao dos processos erosivos ao longo do litoral norte fluminense, entre Cabinas e Atafona - RJ, analisando as alteraes morfodinmicas das praias e considerando as variaes espaciais e temporais, associadas s diferentes condies de ondas, sedimentos, morfologia das plancies costeiras e da plataforma continental. O autor compartimentou este trecho do litoral com base na estabilidade e mobilidade das praias, indicando tendncias erosivas e construtivas. Segundo Bastos, foi possvel uma caracterizao da evoluo do ambiente costeiro, capaz de distinguir quatro domnios morfodinmicos distintos: (1) Atafona, foz do rio

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Paraba do Sul; (2) o litoral entre Atafona e Cabo de So Tom; (3) a regio do Cabo de So Tom e (4) o litoral ao sul do Cabo de So Tom at Cabinas. Este ltimo compartimento, que compreende a rea do presente estudo foi classificado morfodinamicamente como: praias refletivas e de baixo a moderado ndice de mobilidade. Ao longo de todo litoral estudado, verificou-se que, de fato, as praias apresentam caractersticas morfodinmicas muito semelhantes, com a face da praia bem ngreme, presena de areia grossa a muito grossa, moderado estado de mobilidade da praia, com ondas mergulhantes (plunging), (Fotografia 3) que incidem diretamente sobre a face da praia, formando uma estreita zona de surfe, definindo por fim condies refletivas.

Fotografia 3. Onda mergulhante. - Coord. 274088; 7551700 (Foto: Giseli Machado).

A antepraia, ao contrrio da praia, recoberta por sedimentos arenosos muito finos, oriundos do rio Maca, resultando em um gradiente topogrfico suave, contrastando com a face da praia muito ngreme, onde essa transio se faz de modo abrupto (MUEHE, 1998b). Esta caracterizao refere-se praia localizada nas proximidades de Maca, no entanto, tais caractersticas tambm esto presentes ao longo de toda orla defronte ao Parque Nacional de Jurubatiba.

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3.7 PLATAFORMA CONTINENTAL INTERNA

Fisiograficamente a Margem Continental Sudeste brasileira pode ser dividida em duas regies (ALVES & PONZI, 1984): de Itabapoana (ES/RJ) a Cabo Frio (RJ) e de Cabo Frio a So Sebastio (SP). A primeira caracterizada por uma topografia relativamente suave e montona cujo limite externo situa-se em torno de 100 metros de profundidade acompanhando os contornos da linha de costa e sendo modelada pelo complexo deltico do rio Paraba do Sul. A distribuio sedimentolgica da plataforma continental externa caracterizada pela presena de sedimentos tipicamente carbonticos, representados principalmente por algas calcreas nodulares ramificadas (ALVES & PONZI, 1984) e atinge quase 150 Km nas proximidades de Maca (CARVALHO & RIZZO, 1994). Estes sedimentos afetam apenas marginalmente a rea de estudo, indicando que no contribuem para o balano sedimentar da antepraia, pois esta constituda por material siliciclstico, ou seja, a plataforma continental externa no disponibiliza atualmente sedimento para o sistema praia-antepraia-plataforma continental interna. Ainda na plataforma continental externa, verifica-se uma convexidade na isbata de 100 metros nas proximidades entre a Lagoa de Carapebus e Cabo Frio (Figura 7), sugerindo ser representativa de deltas desenvolvidos durante estabilizaes do nvel do mar, em cotas batimtricas mais baixas que a atual (KOWSMANN; VICALVI e COSTA, 1979).

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ESPRITO SANTO

Campos

Farol de S.Tom

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Lagoa Feia

Lagoa Carapebus

ESTADO DO RIOMaca

Cabo Frio

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Figura 7. Mapa batimtrico de Zembruscki & Frana (1976 apud KOWSMANN; VICALVI e COSTA, 1979). As reas hachuradas indicam as feies cncavo-convexas.

A plataforma continental interna adjacente s plancies costeiras do rio Paraba do Sul apresenta uma largura em torno de 35 km (MUEHE, 1998) e caracterizada por baixa profundidade e baixo gradiente topogrfico (CARVALHO & RIZZO, 1994). A distribuio de sedimentos superficiais predominantemente terrgena, ou seja, de origem fluvial, representada por areias quartzosas com baixo teor de carbonatos (ALVES & PONZI, 1984). Foi relatada tambm a presena de lama disposta paralelamente linha de costa nas proximidades da isbata de 20 metros na plataforma continental interna entre o Cabo Bzios e Maca (FERNANDEZ, 1995 e MUEHE,

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1998), evidenciando uma provvel faixa de lama que se estende para norte de Maca, devido ao transporte litorneo dado preferencialmente de sul para norte (GUSMO, 1990; CASSAR & NEVES, 1993 apud MUEHE & VALENTINI, 1998; BASTOS, 1997; DOMINGUEZ et al., 1983 e DOMINGUEZ, 1987 apud DOMINGUEZ & BITTENCOURT, 1994). Silva (1987 apud BASTOS, 1997) descreve que a face da praia atual e a plataforma continental interna entre Barra do Furado e Maca apresentam um gradiente topogrfico em torno de 1: 560, porm, nas proximidades de Maca a declividade se reduz para 1: 2.900 (Figura 7). Ao largo de Maca ocorre uma interdigitao das fcies existentes na Margem Continental Sudeste, marcando portanto um ambiente de transio, evidenciado pela mistura de gros grossos e mdios oriundos do norte, junto aos gros muito finos do sul, (ALVES & PONZI, 1984). No sentido sul, ocorre uma extensa rea de areia muito fina e lama na plataforma continental ao largo de Cabo Frio (ALVES & PONZI, 1984 e FERNANDEZ, 1995) a partir da batimetria de 25 metros. Estes sedimentos argilosos com pronunciada fluidez so de idade holocnica depositados por aporte fluvial (rios So Joo e Maca). As amostras analisadas por Fernandez (1995) referentes plataforma continental interna entre Cabo de Bzios e Maca, mostraram que o grau de seleo dos sedimentos apresentou melhor resultado na faixa prxima ao litoral, onde se concentram as areias mais grossas, que se dispe de maneira relativamente paralela ao litoral. Uma tendncia de aumento do desvio padro foi verificada em direo a faixa de sedimentos finos, com maiores valores nas amostras lamosas dispostas paralelamente linha de costa (entre as isbatas de 25 a 45 metros). A assimetria constatada foi de valores negativos prximos ao litoral, junto s desembocaduras fluviais e assimetria positivas seguindo a direo da ocorrncia de lamas. Os valores de curtose platicrtica, que indicam deposio de material, encontram-se mais prximas do litoral e as curtoses leptocrticas, que indicam transporte, encontram-se bem afastada do litoral.

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O autor conclui que a resultante do transporte de sedimentos nesta plataforma continental interna se d preferencialmente no sentido de norte para o sul, ou seja de Maca para Bzios, impulsionada pelas correntes de deriva a partir de ventos preferenciais de Nordeste (SOUZA, 1988) e pelo afinamento dos depsitos de lamas na direo do Cabo de Bzios.

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IV REFERENCIAL TERICO

4.1 ESTABILIDADE DA LINHA DE COSTA A zona costeira comporta-se como um sistema ambiental instvel em funo de uma srie de processos geolgicos continentais e marinhos que so determinantes na formao de distintos tipos de costa (SILVA et al. 2004), como por exemplo, as praias arenosas, que refletem na sua mobilidade morfolgica no s as condies distintas do clima de ondas, mas tambm o contexto evolutivo da plancie (BASTOS, 1997), como observado pelo autor no litoral norte fluminense ao sul do Cabo de So Tom, onde os estreitos cordes arenosos transgressivos indicam uma linha de costa retrogradante. Taxas de variao da linha de costa podem ser estimadas atravs da mobilidade da mesma influenciada pelo estado morfodinmico praial e pela orientao da linha de costa (ESTEVES et al., 2003). Referidos autores identificaram ciclos de avanos e recuos mximos da praia assim como reas de maior e menor mobilidade. Praias do tipo intermedirias, segundo a classificao proposta por Wright & Short (1984), tendem a apresentar maior mobilidade, seguida pelas praias dissipativas e as praias refletivas que tendem a apresentar menor mobilidade da linha de costa. A variao da linha de costa tambm pode ser inferida a partir da direo da intensidade e direo do transporte litorneo em funo do clima de ondas (direo, perodo e ngulo de incidncia), como realizado por Bittencourt et al. (2003) no litoral do Nordeste, propondo por fim, uma classificao da variao da linha de costa em setores de: progradao, eroso e estabilidade a partir do balano sedimentar. O desequilbrio no balano sedimentar pode provocar graves alteraes na linha de costa, muitas vezes induzidas por reteno de sedimentos por obras de engenharia, exausto das fontes supridoras, readaptao do perfil de equilbrio a uma elevao do nvel do mar e modificao do clima de ondas, que juntos ou isoladamente causam a reduo no aporte sedimentar, sendo responsveis pelos processos erosivos e conseqentes alteraes na linha de costa (MUEHE, 2004).

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Evidncias sedimentolgicas, biolgicas ou pr-histricas podem indicar antigos nveis marinhos quaternrios na costa brasileira e conseqentemente variaes da linha de costa (SUGUIO et al., 1985). No flanco sul do rio Paraba do Sul foram encontrados depsitos arenosos quaternrios de origem marinha situados acima da zona atual de deposio e fsseis de animais marinhos encontrados acima da zona de vida atual desses animais, indicando portanto, antigos nveis marinhos mais elevados.

4.2 VARIAO DO NVEL DO MAR Tem-se constatado que as flutuaes relativas do nvel do mar durante o Quaternrio foram de fundamental importncia na evoluo das plancies costeiras brasileiras, tais como os depsitos sedimentares da desembocadura do rio Paraba do Sul (SUGUIO et al., 1985), que tiveram as curvas de flutuaes marinhas desenhadas para os ltimos 7000 anos, com o objetivo de definir o papel dessas variaes no desenvolvimento da plancie. Para um cenrio de algumas dezenas de anos, considerando uma elevao do nvel de mar associada a um aquecimento do clima, uma elevao do nvel do mar de somente 0,3 m pode provocar srias conseqncias de eroso. A previso de uma elevao do nvel do mar uma varivel que deve ser considerada no prognstico de variao da linha de costa em decorrncia dos processos erosivos que se intensificaram com o incremento do descongelamento de geleiras (durante a dcada de 1990) e a tendncia histrica de elevao da temperatura climtica (MUEHE, 2004). Considerando um cenrio mais pessimista em funo de uma elevao do nvel do mar, a Intergovernmental Panel of Climate Change (IPCC) avalia uma elevao de 0,2 a 0,85 metro at o ano 2100. De acordo com esta previso, faixas de absoro desse impacto devem ser estabelecidas no sentido de evitar perda de propriedades, mesmo sabendo que este cenrio possa no vir se concretizar, por se tratar de uma estimativa.

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Os efeitos de uma elevao do nvel do mar sobre a linha de costa dependem das caractersticas geomorfolgicas e morfolgicas da costa. Um cordo litorneo, por exemplo, com existncia de lagunas retaguarda, quando submetida a tal situao, ocorre o alagamento e aumento da profundidade das lagunas. Onde os cordes so largos, ocorre eroso na borda ocenica, instalando-se o processo de migrao apenas quando a largura e altura permitirem a ultrapassagem das ondas (MUEHE, 2004), (Figura 8).

Figura 8. Resposta geomorfolgica do cordo litorneo a uma elevao do nvel do mar (segundo BIRD, 1987 apud MUEHE, 2004).

Em conseqncia da declividade da plataforma continental interna brasileira ser em sua maior parte muito baixa (mdia inferior a 0,2), Muehe (2004, p.21) afirma que:[...] a retrogradao da linha da costa atinge centenas de metros, e em alguns casos, at mesmo quilmetros nas declividades mais baixas, onde se observa que a tpica retrogradao de 50m, freqentemente mencionada na literatura como resposta a uma elevao de 1m do nvel do mar, limita-se a declividades em torno de 1 (comuns nas regies Sul e Sudeste e em pontos isolados do litoral nordestino).

Conforme o autor citado acima, costas com declividades menores que 0,5 ocorrem significativas transferncias de sedimentos arenosos da plataforma em direo costa medida que se processa a retrogradao. Em declividades elevadas, superiores a 1, ocorre transferncia de sedimentos em direo antepraia inferior, em direo plataforma continental interna, fazendo com que o cordo litorneo perca o volume. J em uma situao de equilbrio, que se estabelece numa declividade em torno de 0,7, [...] o deslocamento de sedimentos em direo costa aproximadamente igual ao deslocamento em direo antepraia inferior. Assim, a eroso compensada pela deposio. (MUEHE, 2004, p.22), (Figura 9).

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Figura 9. Retrogradao da linha de costa em funo da declividade do fundo marinho (Segundo ROY et al., 1994 apud MUEHE, 2004)

4.3 O SISTEMA PRAIAL

4.3.1 Nomenclatura

Ao caracterizar uma praia so necessrios alguns conceitos referentes s terminologias utilizadas na descrio das partes morfolgicas presentes no sistema praial. No entanto, tais terminologias ainda no so consenso entre os autores do mundo inteiro, quanto aos limites e s nomenclaturas utilizadas neste sistema, dificultando o entendimento referente este tema. No presente trabalho sero adotadas as terminologias abordadas por Muehe (2001 e 2002), (Figura 10).

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Sistema PraialPraia Ps praia Zona de surfe Berma Face Superior Mdia Inferior Antepraia

Cordo litorneo

NM

Prof.de fechamento

Plat. Cont. Interna

Figura 10. Terminologias e limites adotados nas feies do sistema praial. Adaptao da figura de Muehe (2001) para uma praia tipicamente refletiva.

Para Muehe (2001), ao tratarmos a praia, seja sua parte emersa ou submersa, estamos nos referindo ao sistema praial. Tal sistema se divide em praia e antepraia, sendo a primeira composta pela ps-praia (berma) e face da praia, e a segunda composta pelas antepraias superior, mdia e inferior. Segundo Muehe (2001), as praias so depsitos de sedimentos, mais comumente arenosos, acumulados por ao das ondas que, por apresentar mobilidade, se ajustam s condies de ondas e mar. A ps-praia representada pela berma, que a poro sub-horizontal (terrao), formada por sedimentao de areia por ao das ondas (SUGUIO, 1992), ou seja, a ps-praia situa-se acima da linha de preamar, correspondendo a uma faixa quase plana, atingida pela gua do mar em ocasies de tempestade ou mars excepcionais (MENDES, 1984). Da ps-praia rumo ao continente, comum a presena de dunas e falsias, mas elas no fazem parte da praia propriamente dita, apesar destas feies sofrerem esporadicamente as influncias da ao das ondas e constiturem armadilhas ou retentores de sedimentos do sistema praial.

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A face da praia abordada por alguns autores como incio da antepraia ou pertencente zona de surfe (SHORT, 1999). No entanto ela ser tratada aqui como uma feio pertencente praia, situada numa faixa de transio entre a parte emersa (ps-praia) e a parte submersa do sistema praial (antepraia). A antepraia outra feio do sistema praial ainda muito discutida e que segundo Short (1999) a sua indefinio uma contnua tradio da sua inconsistente terminologia. Como por exemplo, Niedoroda et al. (1985) que define a antepraia vagamente como uma zona de transio entre a zona de surfe e a plataforma continental interna. Barrell (1912) e Johnson (1919) apud Short (1999) definem a antepraia como a parte submersa que se estende da linha de costa na mar baixa at uma suposta quebra na declividade em direo ao mar, na qual o gradiente claramente menos ngreme. Swift (1976) apud Muehe (2001) denomina antepraia, [...] toda poro submersa do prisma praial, muitas vezes morfologicamente limitada por um decrscimo de declividade no que se pode considerar o limite entre prisma praial e plataforma continental interna (p. 256). Muehe (2006) afirma que a antepraia compreende ao prisma sedimentar submarino de transio entre a plataforma continental interna e a praia, e, caracterizada por um contnuo incremento do gradiente topogrfico em direo ao litoral. Segundo as definies de Muehe et al, (2001), a antepraia pode ser dividida em trs partes (no sentido terra-mar): a superior, que compreende a zona de surfe, limitada externamente no ponto de arrebentao da onda; a mdia, que envolve o trecho at a profundidade de fechamento; e a inferior, que compreende em mdia, o dobro do comprimento da antepraia mdia (Figura 15). Contudo, h um consenso entre os diversos autores quanto funo dada a antepraia. De acordo com Thieler et al. (1995), ela se comporta como uma barreira, um filtro ou um condutor para a troca de materiais entre a terra e o mar, sendo que ela responde diretamente aos efeitos das tempestades, ao aumento do nvel do mar e s mudanas induzidas pelo homem. Niedoroda et al. (1985) aponta a antepraia como uma importante regio de transio para as ondas ocenicas, sendo que nesta regio que a profundidade diminui, causando o processo de empolamento (shoaling) caracterizado pelo aumento de esbeltez, at a quebra da onda na zona de arrebentao.

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4.3.2 Aspectos morfolgicos e hidrodinmicos

A variao da forma do perfil da antepraia controlada pelos sedimentos (disponibilidade, tipo e seleo), pela mar e pelas ondas, que juntos realizam o transporte de sedimentos, manifestado na forma de acreo ou eroso. De modo geral, os perfis compostos por sedimentos mais grossos tendem a apresentar um gradiente topogrfico mais ngreme, enquanto sedimentos mais finos condicionam perfis mais suaves (Figura 11).

Figura 11. Relao entre granulometria dos sedimentos e declividade da antepraia em trs reas distintas (US Army Corps of Engineeers apud ROSO, 2003)

A exposio da praia s ondas tambm interfere na forma da antepraia, como tambm, as ondas de maior altura ou de maior esbeltez (H/L) condicionam perfis mais suaves (DEAN, 1991), este ltimo exerce maior influncia no modelado do perfil da praia (SUNAMURA, 1989 apud ROSO, 2003).

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A Figura 12 mostra que praias com o mesmo dimetro granulomtrico podem variar a declividade de acordo com o grau de exposio da praia, sendo que a declividade ser menor em uma praia exposta do que em uma praia protegida.

Figura 12. Correlao entre dimetro granulomtrico, declividade da face da praia e exposio energia das ondas (adaptado de WIEGEL, 1964 por MUEHE, 2002)

4.3.3 Estados morfodinmicos

No ambiente costeiro, o conceito morfodinmica corresponde ao ajustamento da topografia do prisma praial para acomodar-se aos movimentos produzidos pelas ondas, mars e correntes litorneas e tambm prpria topografia (ROSO, 2003). Tal ajustamento se apresenta de forma bastante dinmica e contnua manifestado atravs

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da mobilizao dos sedimentos, que imprime na morfologia da praia as modificaes em planta e em perfil num perodo de alguns segundos, dias ou anos. Segundo as classificaes morfodinmicas das praias sugeridas por Wright & Short (1984) e por Muehe (1998b), tendo aqueles baseado no estado morfodinmico mais freqente da praia e este no estado morfodinmico no momento da observao, ambas classificaes apresentaram dois estados extremos, um refletivo e outro dissipativo, e alguns intermedirios, sendo quatro na primeira classificao e trs na segunda (maiores detalhes no captulo 5 no sub-intem 5.2.6). No estado dissipativo (Figura 13) a zona de surfe larga e a praia apresenta baixo gradiente topogrfico. Este tipo de praia ocorre sob condies de ondas de alta energia e de elevada esbeltez (classificadas como deslizantes) e na presena de areia de granulometria fina, que permite um alto potencial de transporte de sedimento elio e conseqentemente dunas frontais bem desenvolvidas. A antepraia apresenta elevado estoque de areia e constituda de barras paralelas (SHORT & HESP, 1982). O estado refletivo segundo Muehe (2001), (Figura 13) ao contrrio do anterior, caracterizado por elevados gradientes de praia e fundo marinho adjacente, o que praticamente elimina a zona de surfe e a formao de bancos submersos, apresentando ondas do tipo ascendente e colapsante. A berma da praia elevada devido velocidade de espraiamento da onda que se d sobre as areias grossas, limitando assim, o transporte elio e as dunas frontais que se apresentam pequenas ou inexistentes. Os estados intermedirios (Figura 13) so caracterizados por uma progressiva reduo da largura da calha longitudinal em decorrncia da migrao do banco submarino da zona de arrebentao em direo praia, devido s variaes hidrodinmicas (MUEHE, 2001). As praias, segundo o autor, so caracterizadas por megacspides ou bancos dispostos transversalmente praia e fortes correntes de retorno. As ondas so do tipo mergulhante e de energia variando de baixa a forte, apresentando zonas de surfe complexas, deslocando constantemente sua morfologia do estado dissipativo para o refletivo, com zona de surfe, potencial de transporte elico e tamanho das dunas frontais decrescentes (SHORT & HESP, 1982).

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Figura 13. Caractersticas morfolgicas dos seis estados de praia. (Adaptado de WRIGHT & SHORT, 1984 apud MUEHE, 2001).

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4.4 TEORIA DE BRUUN (1954)

Bruun (1954), baseado na evoluo de longo perodo, props um modelo para evoluo de perfil de praia em decorrncia de uma subida do nvel relativo do mar. No entanto, considerado que o material em movimento (onshore e offshore), esteja dentro de um sistema fechado de balano sedimentar, entre a praia e proximidades e o perfil submerso (BRUUN, 1988). A resposta do perfil dependente da taxa de elevao do nvel do mar (SLR) e da disponibilidade de sedimentos. Para uma elevao do nvel do mar, o prisma da praia ir sofrer eroso e o material erodido ser transferido e depositado na antepraia. Esta transferncia provocar uma elevao do assoalho de antepraia em magnitude igual elevao sofrida pelo nvel do mar, mantendo assim, constante a profundidade da lmina de gua (SUGUIO et al.,1985). No caso, de um abaixamento do nvel relativo do mar, o perfil de equilbrio tambm dever ser restaurado, iniciando pela diminuio da espessura da lmina dgua, gerando um desequilbrio no perfil, mas que, conseqentemente, as ondas iro movimentar os sedimentos inconsolidados da antepraia rumo costa, estocando-o no prisma praial e provocando, desta maneira, a progradao da linha de costa, cessada somente quando a profundidade for equivalente a que existia anteriormente, retornando ao equilbrio. A Teoria de Bruun (1954) representa o modelo de variao da linha de costa em funo da variao do nvel do mar e assume que para essa variao, o perfil da praia alcance o equilbrio ao passo que o volume do sedimento erodido da antepraia superior seja igual ao volume depositado na antepraia inferior, e a elevao da deposio deve ser igual elevao do nvel do mar, havendo assim, uma compensao do transporte de sedimentos dentro do perfil (Figura 14) admitindo para isto, a ocorrncia apenas do transporte transversal. Logo, uma vez estabelecido o perfil de equilbrio na zona litornea, a elevao subseqente do nvel do mar perpetuar este equilbrio, que ser restabelecido mediante sua translao em direo ao continente (BRUUN, 1962).

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Figura 14. Influncia do aumento do nvel do mar no perfil praial (BRUNN, 1962).

Bruun considera em seu modelo que a costa apresenta comprimento infinito e neutralidade no movimento longitudinal do material, mantendo assim, as formas geomtricas da praia e do perfil submerso, que variam unicamente em funo da ao das ondas, das mars e do aumento do nvel do mar (BRUUN, 1988). Deste modo, o autor admite que o ngulo de incidncia das ondas no influencia na geometria do perfil. Segundo Lei de Bruun (1962), as orlas com praias podem ter suas estimativas de recuo da linha de costa em funo de uma elevao do nvel do mar com base na aplicao da seguinte equao: R = SLG H(1)R = retrogradao devida elevao do nvel do mar (m) S = elevao do nvel do mar (m) L = comprimento do perfil ativo (m) * H = altura do perfil ativo (m) ** G = Proporo de material erodido que se mantm no perfil ativo

*L a distncia entre a elevao mxima do perfil ativo e a profundidade de fechamento. **H pode ser determinada pela somatria da altura da feio emersa ativa (topo do cordo litorneo ou da praia ou da duna frontal), com a profundidade de fechamento do perfil (dl,1 ou dl,100).

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4.5 PERFIL DE EQUILBRIO

Definies, crticas, resultados e tcnicas na tentativa de determinar o perfil de equilbrio terico de uma praia foram apresentados por Dean (1977, 1991, 2000); Dean et al. (1993); Pilkey et al. (1993); Gruber et al. (2003); Thieler et al. (1995); Muehe (2004); Hallermeier (1981); Nicholls et al. (1995); Roso (2003); Fachin (1998) e Boon & Green (1988) apud Roso (2003); Komar & Mcdougal (1994); Dubois (2001); Bogde (1992), Albino & Gomes (2004) e Bernabeu et al. (2003), com o intuito de discutir a validade da equao de Dean (1977). No obstante, as crticas a mesma amplamente usada devido sua simplicidade de aplicao. O conceito de perfil de equilbrio foi evidenciado a partir da teoria conhecida como Regra de Bruun (1954) e foi inicialmente aplicado a um processo de escala geolgica, com o ajuste gradual do perfil s diferentes situaes do nvel do mar. Atualmente esse conceito aplicado nos processos de menor escala, adotado para acompanhar os estudos de morfodinmica, visto que os agentes dinmicos no so estacionrios e o perfil busca constantemente sua situao de equilbrio entre forantes e sedimentos. Segundo Dean (1977) a utilizao do conceito de perfil de equilbrio uma maneira fcil de se fazer a estimativa do valor do recuo da linha de costa por ao de ataque frontal das ondas, sendo, portanto considerado como um conceito altamente dinmico. Para um levantamento topogrfico ideal Muehe (2002) afirma que o perfil transversal deve abranger desde a parte emersa da praia (que vai do ps-praia at o limite inferior da face da praia), a zona de surfe e arrebentao, at a zona submarina propriamente dita (que vai at uma profundidade correspondente ao fechamento do perfil). Sendo que, o entendimento dinmico do perfil de equilbrio tem uma importncia fundamental no gerenciamento de obras costeiras, ao passo que:a determinao do perfil de equilbrio da zona submarina adjacente praia permite uma avaliao do grau de susceptibilidade da praia eroso e ao clculo do volume de aterro hidrulico para um projeto de recuperao de praia, pois no estoque de sedimentos do perfil submarino, que a praia tem sua fonte de realimentao. (MUEHE, 2002 p.230)

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Trabalhos realizados por Gruber et al. (2003), na costa norte do estado do Rio Grande do Sul, demonstraram que esta vem apresentando uma tendncia erosiva nas ltimas dcadas, possivelmente como resultado de uma presente elevao do nvel do mar e mudanas na dinmica e disponibilidade de sedimentos. E com base no modelo de perfil de equilbrio proposto por Dean (1977), GRUBER et al. (2003) reconhecem que o balano do perfil (praia e antepraia) pode ser importante para mostrar as condies morfodinmicas e alguns aspectos evolutivos para esta regio. Dean et al. (1993) consideram esse conceito uma idealizao do que ocorre na natureza, visto que o perfil busca acomodar-se s condies de equilbrio, porm, na prtica a situao de equilbrio raramente observada devido variabilidade das forantes e influncia do embasamento geolgico, sendo comumente verificadas situaes de desequilbrio, podendo haver dficit ou excesso sedimentar. No entanto, esta comparao est referenciada a um perfil teoricamente em equilbrio, sendo mesmo assim, muito utilizado para resolver problemas costeiros como alimentao de praias e aterros.

4.5.1 Profundidade de Fechamento

O conceito da profundidade de fechamento muito usado para resolver problemas de engenharia tais como, recuo da linha de costa devido elevao do nvel do mar (BRUUN, 1962) e realimentao de praias (DEAN, 1991). De acordo com Muehe (2004) o limite de fechamento do perfil se estende at uma profundidade na qual a mobilizao do sedimento e a variabilidade topogrfica do fundo marinho no so afetadas pela ao das ondas. Segundo Hesp & Hilton (1996, apud MUEHE, 2004) h uma correlao entre a variabilidade topogrfica do fundo marinho e a profundidade da gua na antepraia, sendo esta geralmente menor que 15 metros. A determinao da profundidade de fechamento do perfil da praia, em fundo arenoso, pode ser determinada a partir do clima de ondas por meio da equao emprica de

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Hallermeier (1981), onde a profundidade deve ser estabelecida para o nvel zero igual a 1m acima do nvel de baixa-mar, considerando a influncia da amplitude da mar (NICHOLLS et al., 1995, apud MUEHE, 2004):d1,1 a profundidade de fechamento do perfil (m) (aproximadamente a metade da profundidade do limite dital da antepraia) calculado a partir de um ano de observaes de altura de onda Hs a altura mdia significativa anual das ondas (m) e o desvio padro anual das ondas significativas

d1,1 = 2Hs + 11

(2)

Esta expresso define um perfil que envolve a antepraia superior e mdia, onde ocorre um intenso transporte de sedimentos e mudanas extremas da morfologia do fundo (Figura 11). J a profundidade mais externa, onde o transporte mnimo e no ocorrem modificaes significativas da topografia do fundo, compreendendo a antepraia inferior, pode ser estabelecida pela outra equao de Hallermeier (1981), na qual representa o limite externo da mobilizao de sedimentos pela ao das ondas geradas por eventos extremos, correspondendo a profundidade da antepraia inferior, sendo na prtica considerada como o dobro da profundidade de fechamento (Figura 15):T o perodo da onda; g acelerao da gravidade e d50 o dimetro mediano dos sedimentos da praia.

d1,1 = (Hs -0,3 ) * Ts (g / 5000

0.5 (3) d50)

Estas duas equaes permitem estabelecer uma faixa de profundidade mnima e mxima para a profundidade de fechamento (MUEHE, 2004), no entanto lembra Hallermeier (1981), a utilizao deste conceito e destas equaes considera apenas a interao entre as ondas e fundos arenosos, portanto, no so vlidas para fundos duros e fundos siltosos-lamosos.

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Praia2 1 0

|--------------------------------Antepraia (shoreface)-----------------------------------|Arrebentao Zona de surfe Profundidade de fechamento Limite da antepraiaN.M.

______________________________________________________________________________________________

Cota (m)

-1 -2 -3 -4 -5 -6Perfil de praia e antepraia com a compartimentao adotada

Figura 15. Compartimentao adotada para o perfil da antepraia (MUEHE, FERNANDEZ e

SAVI, 2001),

4.5.2 Perfil de Equilbrio de DEAN (1977)

Foi com base no Modelo de Bruun (1954) que Dean (1977) aplicou o conceito de perfil praial de equilbrio e formulou uma equao para tal clculo, admitindo que neste conceito a forma final do perfil praial ter adotado uma constncia nas condies de onda e um dado tamanho de sedimento. Este conceito de perfil de equilbrio composto por algumas hipteses fundamentais (DEAN, 1977 e 1991) argumentadas por Pilkey et al. (1993): (1) o movimento de sedimentos dado somente por difuso devido ao gradiente transversal de energia da onda; (2) a profundidade de fechamento existe e pode ser quantificada; (3) a antepraia rica em areia, e a estrutura geolgica subjacente no influencia na forma do perfil; (4) o perfil de equilbrio representa uma aproximao da forma real da antepraia, podendo, para fins prticos, ser usado para determinao do volume de areia necessria para um projeto de recuperao de praia. Bodge (1992) acrescenta que o modelo de Dean (1977) desenvolvido sob mais trs premissas importantes: emprega a teoria linear da onda; fixa a altura da onda local; e considera o fundo como sendo uniforme ao longo da zona de surfe, uniformizando tambm as caractersticas sedimentolgicas ao longo deste. Lembra este autor que, esta no uma condio real encontrada na natureza e que as praias normalmente

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exibem areias grossas perto da linha de costa tornando-se mais finas medida que se afastam da costa. O modelo terico de clculo de perfil de equilbrio de Dean (1977) expresso pela equao h = Axm

(m = 0,67), o mais freqentemente utilizado. Este modelo foi

elaborado a partir do mtodo de mnimos quadrados obtendo curvas de ajuste de 502 perfis medidos at a zona de surfe ao longo da costa leste dos EUA e do Golfo do Mxico. A definio desta equao foi obtida por meio de uma mdia estatstica dos 502 perfis medidos, na qual manteve parte de sua forma, mesmo, sob influncia de pequenas flutuaes, incluindo as flutuaes sazonais (BRUUN, 1988). Para Komar & Mcdougal (1994) e Boon & Green (1988) apud Roso (2003), o coeficiente m, representa um valor referente ao estado morfodinmico da praia, podendo variar de 0,2 a 1,2 do estado refletivo ao dissipativo respectivamente, admitindo o m igual a 0,4 para as praias refletivas, 0,5 e 0,67 para intermedirias e 0,74 para praias dissipativas (BOON & GREEN, 1988 apud ROSO, 2003). Fachin (1998) apud Roso (2003) considera que para perfis mais ngremes e menos cncavos o melhor ajuste obtido com m igual a 0,67, enquanto para perfis mais cncavos e suaves, m igual a 0,4, estaria mais de acordo com a teoria apresentada. Komar & Mcdougal (1994) estabelecem uma estreita relao entre os coeficientes empricos A e m, ou seja, o A um valor que varia com a granulometria do sedimento ou com a velocidade de decantao. Levando em considerao que a granulometria da praia apresenta uma estreita relao com o estado morfodinmico, a variao do valor de A, conseqentemente implicar na variao do valor de m. neste ponto que Bogde (1992) e Hayden et al (1975) apud Komar & Mcdougal (1994) criticam a equao de Dean (1977), pois argumentam que o coeficiente fixo proposto por ele (m = 0,67 ou 2/3) poderia mascarar uma profundidade de fechamento do perfil praial admitindo uma generalidade da tipologia da praia. Segundo Dean (1991, apud ROSO, 2003), o parmetro A indica a estabilidade do sedimento sob a flutuao da turbulncia, e o expoente m est relacionado dissipao uniforme de energia ao longo do perfil, dependendo assim, do tipo de fora considerada

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destrutiva (DEAN, 1977). Dessa forma, FACHIN (1998) apud Roso (2003) conclui que o resultado da equao em cada ponto do perfil representa o valor crtico de dissipao de energia da onda para que uma partcula de determinado tamanho possa resistir ao transporte. De acordo com os resultados individuais dos 502 perfis levantados, nos quais apresentaram seus respectivos valores de m, Dean (1977) encontrou a moda entre 0,6 e 0,7, fixando assim o valor do expoente m igual a 0,67. Somente para efeito de comparao, o fator de forma m quando maior que 1 representa um perfil cncavo, quando igual a 1, represente um perfil linear, e quando menor que 1 representa um perfil convexo (DEAN, 1977). Ao agrupar o resultado dos 502 perfis levantados de acordo com suas caractersticas morfolgicas, o parmetro escalar A alcanou valores de 0,079 e 0,398 para os dez grupos (DEAN, 1977). Desta forma, o modelo foi definido com o m fixado em 0,67 e o dimetro mediano do sedimento da face da praia (parmetro escalar) uma varivel. Esta definio baseou-se na anlise da mdia total de erros dos perfis medidos com m fixo e A varivel, comparada aos perfis que tiveram ambos parmetros variveis, apresentando respectivamente, diferena de 0,65 e 0,62 metro. Esta pequena diferena em erros suporta claramente o argumento de que o m pode ser considerado uma constante e que A, a nica varivel livre controladora da forma do perfil com base nas caractersticas do sedimento (DEAN, 1977). Embora a equao de Dean (1977) seja talvez a mais utilizada, muitas crticas so apontadas por diversos autores (BODGE, 1992; PILKEY et al., 1993; KOMAR & MCDOUGAL, 1994; THIELER et al., 1995; DUBOIS, 2001; ALBINO & GOMES, 2004), sendo algumas das mais relevantes reunidas por Roso (2003) e por outros: - perfis de mesma granulometria deveriam apresentar a mesma forma de equilbrio independentemente do clima de ondas ou do embasamento geolgico, sendo este ltimo apenas representado pela granulometria superficial, e que muitas vezes no condizem com o equilbrio esperado para as condies hidrodinmicas atuais, ainda que, a geologia seja o principal fator controlador da forma do perfil;

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- a relao entre a mediana (d50) e o parmetro A no consistente, e este no o nico controlador da forma do perfil, sabendo que ondas de elevada energia produzem perfis mais suaves, e ondas de baixa energia produzem perfis ngremes; - a definio do coeficiente m igual a 2/3 foi baseando somente em perfis concentrados na costa leste dos EUA e no Golfo do Mxico e vlido apenas para a zona de surfe, mesmo sabendo que a Regra de BRUUN vlida para a paria e antepraia mdia e superior e no se estende at a antepraia inferior; - evidncias oceanogrficas mostram que o transporte tambm pode ocorrer alm da profundidade de fechamento mesmo com tempo bom, e ainda mais distante desta durante as tempestades; - as correntes produzidas pela onda, vento e mar so desconsideradas ao passo que estas so de importncia primria para a re-suspenso e transporte dos sedimentos e, - a incapacidade da equao de reproduzir um banco, pois medida que aumenta a distncia da praia (x), a profundidade (h) tambm aumenta, desenhando s vezes uma forma irreal do perfil, visto que, considera uma constncia no aumento da profundidade em direo ao mar. Albino & Gomes (2004) ao verificarem a influncia da composio mista (minerais leves, pesados e bioclastos) dos sedimentos marinhos nas praias para a determinao do perfil praial de equilbrio, atestaram que a complexidade e limitao nas interpretaes na aplicao de modelos de sedimentao aumentam com o incremento da variedade de composio, forma, densidade e tamanho dos gros, e ainda com a existncia de deferentes fontes de sedimentos. Desta forma os autores criticam a equao de Dean (1977) com relao utilizao do dimetro mediano granulomtrico sem quantificar a contribuio dos demais componentes dos sedimentos, podendo desta maneira, alcanar resultados inaplicveis como o verificado na praia de Meape Guarapari, no litoral centro-sul do Esprito Santo. Apesar das crticas equao de Dean (1977), Dubois (2001) assegura que esta uma das expresses que melhor descreve o perfil de equilbrio e por isto tem tanta aceitao por parte dos pesquisadores e engenheiros costeiros. Entretanto, tambm ressalta que a forma do perfil de equilbrio no depende somente da ao das ondas e das

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propriedades dos sedimentos de fundo, mas tambm da declividade do fundo refletida pelo volume original de sedimentos da praia. No entanto Dean (1977) conclui que a forma do perfil expressa o ajuste entre sedimentos e processos, de maneira a produzir um gradiente de fundo que minimize o efeito da energia das ondas.

4.5.3 Caracterizao morfolgica e sedimentolgica do Perfil de Equilbrio

Bernabeu et al. (2003) afirmam que as caractersticas morfolgicas e sedimentolgicas de uma costa dependem principalmente da ao das ondas e que nelas est o fenmeno mais energtico atuante na praia. Para estes autores as mudanas morfolgicas da praia esto diretamente relacionadas com a maneira com que a energia incidente das ondas se distribui ao longo do perfil, onde a dissipao e a refrao iniciam o mecanismo principal. Estudos apresentados por Gruber et al. (2003) nas praias do litoral norte do Rio Grande do Sul permitiram caracterizar o perfil de equilbrio, considerando a morfologia, a distribuio sedimentolgica e as principais zonas morfodinmicas. Segundo os autores acima, a morfologia da antepraia apresenta trs nveis de gradientes associados s profundidades bem definidas: gradiente de alta declividade (0,021 a 0,009) corresponde a antepraia superior (-4m/-6m); gradiente de baixa declividade (0,006 a 0,004) corresponde a antepraia mdia (-6m/-11m), limitada pela profundidade de fechamento; e, gradiente de moderada declividade (0,011 a 0,006) corresponde a antepraia inferior (< 11m), alcanando aproximadamente o dobro da distncia da antepraia mdia (Figura 16). Gruber et al. (2003) identificaram dois tipos de sedimentos ao longo do perfil da antepraia: A e B. O tipo A composto por areia relativamente mais grossa do que no restante do perfil, bem selecionado, apresenta assimetria negativa ou simetria e baixa curtose, definindo assim, um ambiente de alta energia, localizado na antepraia superior, corroborando com as observaes de Niedoroda et al. (1985) que caracterizaram as

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areias da antepraia superior, geralmente, como bem selecionadas e muitas vezes, similar aos sedimentos da praia, embora haja normalmente uma clara diminuio do tamanho mdio do gro em direo ao mar. O tipo B composto por silte e areia, apresenta moderado grau de seleo, assimetria levemente positiva e alta curtose, definindo assim, um ambiente no qual a ao das ondas sobre o fundo menos intensa, situada na antepraia inferior (Figura 16). J a antepraia mdia apresenta uma mistura de ambos os tipos de sedimentos. Vale lembrar que estas descries da antepraia foram feitas em praias do tipo dissipativa. As antepraias tipicamente progradantes, como as encontradas nas regies deltaicas, so caracterizadas tambm pelo baixo gradiente topogrfico da plataforma continental, e apresentam areias finas que vo progressivamente da antepraia superior em direo ao mar at a antepraia inferior sem interrupo para silte fino e lama presente normalmente na plataforma continental interna (NIEDORODA, et al., 1985). Baseado nas variaes transversais do sistema praia-antepraia, Gruber et al. (2003) identificaram trs principais zonas morfodinmicas no perfil: a de alto dinamismo (antepraia superior); a de moderado dinamismo (antepraia mdia); e a de baixo dinamismo (antepraia inferior), (Figura 16).Antepraia superior Antepraia mdia Antepraia inferior

Praia

4a6m 8 a 11 m

Alta declividade e alto dinamismo Baixa declividade e moderado dinamismo Moderada declividade e baixo dinamismo15

Plataforma m Interna

Figura 16. Perfil esquemtico das sees de variaes de gradientes da antepraia da costa norte do Rio Grande do Sul (GRUBER et al, 2003), modificado por Giseli M.V. Machado.

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Para tal caracterizao do perfil da antepraia, vale ressaltar que o perfil de equilbrio praial estende-se somente at a profundidade de fechamento, considerada o fim da antepraia mdia.

4.5.4 Comparao do Perfil de Equilbrio Terico e o Medido

Vrias pores do perfil praial transversal respondem diferentemente s escalas de tempo. Em geral as pores rasas do perfil respondem muito mais rapidamente do que em guas profundas (DEAN et al., 1993). Estes autores verificaram a diferena entre o perfil medido e o perfil de equilbrio desejado. A diferena entre eles acontece devido aos gradientes de transporte longitudinal, porm, em seus casos analisados, foi considerado somente o transporte transversal, podendo um perfil medido apresentar excesso, equilbrio ou dficit sedimentar. Segundo estes autores, um excesso de sedimento, na zona rasa perto da costa, quando retrabalhados pela corrente longitudinal possivelmente alcanar o equilbrio, (Figura 17). Para tanto, Lee (1994) afirma que um perfil em equilbrio ideal torna-se um caso muito raro, pois o perfil no est submetido a uma nica condio de onda e conseqentemente, sua fo