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Fundação Universidade Federal do Rio Grande Departamento de Geociências
Laboratório de Oceanografia Geológica Programa de Recursos Humanos nº27 ANP/ MME/MCT
Estudos Ambientais nas Áreas de Atuação da Indústria do Petróleo
ASPECTOS SEDIMENTARES DO ESTUÁRIO DA LAGOA DOS PATOS E SUA INTERAÇÃO COM A POLUIÇÃO POR PETRÓLEO: SUBSÍDIOS PARA
UM PLANO DE CONTINGÊNCIA
Monografia de Graduação
João Pedro Demore Orientador: Gilberto H. Griep Co-orientador: Guilherme T.N.P. de Lima
Rio Grande Novembro de 2001
I
Índice
1 – Agradecimentos .1
2 – Resumo .2
3 – Introdução .2
3.1 - O contexto deste trabalho .2
3.2 - O estuário da Lagoa dos Patos .3
3.3 - A poluição por petróleo .4
3.4 - Fontes da poluição por petróleo .4
3.5 - Efeitos ambientais da poluição por petróleo .5
4 – Objetivos .7
5 - Material e métodos .8
5.1 - Caracterização sedimentológica .8
5.1.1 - Banco de dados .8
5.1.2 - Região submareal .9
5.1.3 – Região intermareal .9
6 - Resultados e discussão .9
6.1 - Caracterização sedimentológica .9
6.1.1 - Sedimento em suspensão .9
6.1.2 - Região submareal .11
6.1.3 – Região intermareal .13
6.2 - Interação do petróleo com o sedimento .14
6.2.1 - O destino do petróleo derramado .14
6.2.2 - O petróleo e os sedimentos em suspensão .17
6.2.3 - O petróleo e os sedimentos subaquáticos .17
6.2.4 - O petróleo nas praias .19
6.2.5 - O petróleo em substratos consolidados .20
7 - Simulação de um derramamento de óleo .21
7.1 - Local do experimento .21
7.2 - Montagem do experimento .21
7.3 - Amostragem .22
7.4 - Detecção do óleo .23
7.5 - Resultados do experimento .23
8 - Proposta para ações remediadoras em caso de derramamento de petróleo no
Estuário da Lagoa dos Patos para os diferentes ambientes .24
9 - Conclusões .26
10 - Sugestões para próximos trabalhos .26
11 - Referências bibliográficas .28
II
Índice de anexos
1 - Mapa de localização do Estuário da Lagoa dos Patos
2 - Classificação dos sedimentos segundo Shepard
3 - Distribuição das concentrações de cascalho no sedimento
4 - Distribuição das concentrações de areia no sedimento
5 - Distribuição das concentrações de silte no sedimento
6 - Distribuição das concentrações de argila no sedimento
7 - Distribuição das concentrações de finos (silte + argila) no sedimento
8 - Classificação dos sedimentos segundo sua média granulométrica
9 - Classificação dos sedimentos segundo sua mediana
10 - Classificação dos sedimentos segundo seu grau de seleção
11 - Classificação dos sedimentos segundo sua curtose
12 - Classificação dos sedimentos segundo a sua assimetria
13 - Mapa de classificação dos segmentos de contorno do estuário
14 - Mapa do local do experimento
15 - Local do experimento em águas rasas
16 - Local do experimento em uma praia
17 - Fotos de alguns testemunhos abertos
18 - Fotos de alguns testemunhos abertos expostos à luz U.V. (negativo)
III
“Se eu pudesse deixar algum presente a você, deixaria aceso ao sentimento de amar a vida dos seres humanos. A
consciência de aprender tudo o que foi ensinado pelo tempo a fora. Lembraria os erros que foram cometidos para que não mais se repetissem. A capacidade de escolher novos
rumos. Deixaria para você se pudesse, o respeito àquilo que é indispensável: Além do pão, o trabalho. Além do
trabalho, a ação. E, quando tudo mais faltasse, um segredo: o de buscar no interior de si mesmo a resposta e a
força para encontrar a saída.”
(Mahatma Gandhi)
“Imaginação é mais importante que conhecimento"
(Albert Einstein)
1
1 - Agradecimentos
Os maiores de todos os agradecimentos vão à Mãe, ao Pai e à Bi (mana) que
sempre me apoiaram e incentivaram a seguir em frente, dando grandes conselhos na
hora certa e total liberdade às minhas decisões.
Aos meus professores, orientadores e amigos Tagliani, Griep, Guilherme e
Baisch que, além de me abrirem grandes portas no LOG sempre deram as dicas
especiais que me ajudaram muito no traçado de meu futuro profissional. Espero ter
aproveitado ao máximo as oportunidades que me foram dadas.
Michel, Luciana, Calliari, Caco, Loreta, Fredy, Fernandão, Benvenutti, Niltão, e
todo pessoal do LOG, que me deram grande ajuda colaborando muito com a
realização deste trabalho.
À algumas empresas e aos órgãos financiadores deste trabalho como a
Petrobrás (Através da Fundação Bio-Rio/Petrobrás/FURG para a elaboração do Mapa
de Sensibilidade para o Estuário de Rio Grande), Agência Nacional do Petróleo
(Programa de Recursos Humanos para o Setor de Óleo e Gás, PRH (27) –
ANP/MCT/MME) e Ipiranga (pela doação do óleo utilizado no experimento).
Algumas pessoas tiveram uma participação muito especial nestes ótimos anos
de Oceanografia. São os grandes amigos Jeison, Mateus, Seninha, Regina, Scooby,
Fernando, Michel, Marina, Felipe, o Comando Biguá e muitos outros que não estão
aqui citados. Em especial a todo o pessoal de 97. Realmente, no Cassino se fazem
amizades eternas!
2
2 - Resumo
No Estuário da Lagoa dos Patos existe um intenso fluxo de navios de carga
devido à presença do Porto de Rio Grande. Embora não se caracterize por um grande
volume de operações no segmento do petróleo, possui dentro de sua matriz industrial
retroportuária algumas empresas do setor. Assim, o Porto de Rio Grande está sujeito a
impactos ambientais provenientes das suas diversas operações.
É importante que, em áreas vulneráveis como esta, sejam conhecidas as suas
características ambientais para que possam ser traçados planos de contingência para
casos de derramamento de petróleo, identificando os ambientes mais sensíveis e
priorizando a proteção dos mesmos. Assim o conhecimento das características
sedimentares do Estuário da Lagoa dos Patos tem um destaque especial, pois além
de refletir a dinâmica deste ambiente e estarem intrinsecamente ligadas aos processos
ecológicos, são determinantes a grande parte dos efeitos do petróleo sobre este
ecossistemas.
O Estuário da Lagoa dos Patos se caracteriza pelos altos teores de sedimentos
finos, tanto em suspensão como na região submareal. Nas margens estão grandes
segmentos de vegetação de marismas, praias de areia fina a muito fina e alguns
segmentos com praias de areia grossa e estruturas artificiais. Assim, este ambiente
apresenta alta sensibilidade à poluição por petróleo juntamente com trapeadores em
potencial, que podem aumentar a persistência do petróleo em algumas regiões.
3 - Introdução
3.1 - O contexto deste trabalho
Ciente da importância da formação de profissionais com capacitação adequada
para atuar no setor petróleo e gás natural, a Agência Nacional do Petróleo tomou a
iniciativa de estimular a complementação curricular de cursos universitários
tradicionais, com disciplinas extras de especialização no setor. Este estímulo veio
através do "Programa de Recursos Humanos da ANP para o Setor Petróleo e Gás".
A Fundação Universidade Federal do Rio Grande foi contemplada por este
programa. Por ter como vocação o Ecossistema Costeiro, juntamente com marcantes
atuações em estudos ambientais no ecossistema costeiro e oceânico da região sul do
país, em especial no estuário da Lagoa dos Patos, a FURG propõe o programa
"Estudos Ambientais nas Áreas de Atuação da Indústria do Petróleo".
3
Na FURG estão sendo desenvolvidos estudos paralelos nas mais diversas
áreas da oceanografia (física, meteorologia, química, biologia, geologia, etc.)
enfocando o Estuário da Lagoa dos Patos e a poluição por petróleo. Assim poderão
complementar-se, enriquecendo as informações e gerando uma caracterização
ambiental da área de estudo no que se refere à poluição por petróleo.
Esta monografia tem como função preencher, dentre os estudos
multidisciplinares, a caracterização sedimentológica do Estuário da Lagoa dos Patos e,
juntamente, descrever as possíveis interações entre petróleo e sedimento.
3.2 - O estuário da Lagoa dos Patos
Localizado na planície costeira do estado do Rio Grande do Sul, o Estuário da
Lagoa dos Patos apresenta, entre a Ponta da Feitoria e a Barra do Rio Grande, as
suas referências a norte e a sul respectivamente.22 A região estudada se comunica
com o Oceano Atlântico através do Canal do Norte.
A região estuarial apresentando uma área de cerca de 900 Km2
correspondendo, aproximadamente, a 1/10 da área total da Lagoa dos Patos. Situa-se
ao sul desta, entre as coordenadas de latitude 31º 41' S; 32º 12' S e longitude de 51º
49' W; 52º 15' W (anexo 1).22
Toda a área entorno de onde se desenvolvem as operações do Terminal de
Rio Grande, encontra-se situada no interior do estuário e na plataforma continental
adjacente, em um ambiente de características múltiplas e facilmente impactável.
Pelo Estuário da Lagoa dos Patos circula uma grande quantidade de navios
transportando cargas diversas inclusive óleo diesel, petróleo, estireno, ácido fosfórico,
ácido sulfúrico, metanol, hexano, propano (GLP) e amônia para importação ou
exportação. O volume total no ano de 1998 alcançou a cifra de 1.531.725,520
toneladas. Além de futuras atividades de abastecimento, com a implementação de um
sistema de BUNKER, que se prevê uma atividade de 55 navios/mês na região
(Comunicação verbal com o Eng. Garcia - Terminal de Rio Grande).
O porto de Rio Grande, embora não se caracterize por um grande volume de
operações no segmento do petróleo, possui dentre os componentes de sua matriz
industrial retroportuária algumas empresas específicas do setor (Ipiranga e Petrobrás)
que operam com refino, armazenagem e transporte destes produtos. A estes agentes,
devemos somar os riscos naturais oriundos do trabalho de abastecimento dos navios
atracados. Portanto o Porto do Rio Grande, embora em escala menor, também se
encontra sujeito aos mesmos impactos ambientais encontrados em outros portos do
mundo.
4
3.3 - A poluição por petróleo
O petróleo é um combustível fóssil de grande significado para a economia
mundial, que também representa um problema devido à sua freqüente introdução no
meio marinho, não apenas por seu transporte em grande escala como também pela
sua larga utilização industrial.2
A poluição marinha por óleo é um assunto muito polêmico e muitas vezes é
tratada de forma emocional, pois está normalmente associada aos grandes
derramamentos. As diversas atividades como exploração, transporte, estocagem e
refino têm grande potencial poluidor, sendo suscetível a acidentes que acarretam
sérios danos ambientais, sociais e econômicos, entre outros. O risco da ocorrência de
acidentes nunca é nulo, por isso é de grande importância o conhecimento dos
ambientes que cercam estas atividades. Sem estes conhecimentos, as ações de
remediação à derramamentos de petróleo tornam-se menos eficientes, prejudicando a
imagem da empresa responsável e a qualidade do ambiente impactado. Por tudo isso,
os derramamentos de petróleo vêm sendo, cada vez mais, uma preocupação tanto
das indústrias petrolíferas como de outros setores da sociedade.
3.4 - Fontes da poluição por petróleo
Os portos no mundo inteiro encontram-se entre as regiões aquáticas mais
severamente castigadas pela contaminação humana. Dentre os contaminantes mais
assiduamente encontrados nestas águas encontra-se o petróleo e os seus derivados.
Apesar das severas restrições impostas pelas autoridades ambientais, são
lançados ao mar, entre petróleo e derivados, cerca de 3.2 milhões de toneladas por
ano.30 Estima-se que cerca de 18 % das perdas para o ambiente estão relacionadas
ao uso, manuseio e transporte de combustíveis, sob as mais variadas situações,
inclusive em operações de carga e descarga nos terminais.
A poluição por petróleo no mar provém de diversas fontes, tendo destaque os
derramamentos de petroleiros, descargas durante transportes marítimos, vazamentos
durante operações de perfuração, descargas de refinarias costeiras e terminais
marítimos, descargas industriais e municipais, run off urbano e fluvial, deposição
atmosféricas e fontes naturais.13
Estimativas de 1981 mostram que 3,2 milhões de toneladas de óleo por ano
entram no ambiente marinho, considerando-se todas as fontes. A maior contribuição é
de origem terrestre, principalmente através de esgotos urbanos e industriais.12 e 29
5
Em 1995, os esgotos municipais e o run off urbano foram considerados como
responsáveis por 84% de toda a carga poluidora de hidrocarbonetos do petróleo para
a Baía de Guanabara.9
No Estuário da Lagoa dos Patos, diversos setores do complexo industrial-
portuário de Rio Grande podem ser apontados como fontes potenciais e efetivas de
óleos e graxas ao sistema aquático estuarino. Além da atividade portuária em si,
podem ser citadas como fontes antrópicas desses compostos: as indústrias de óleo
comestível; o transporte e estocagem de petróleo relacionados ao terminal da
Petrobrás; o refino de petróleo pela Ipiranga; as indústrias de pescado e os esgotos
cloacais, entre outras.18
Foi observada uma forte contaminação por óleos e graxas, principalmente nas
águas de superfície do Porto Novo e junto à desembocadura do estuário, como reflexo
direto de atividades ligadas à navegação como efluentes de embarcações, lavagens
de porões, abastecimento de navios e vazamentos. Efetivamente, próximo a essa
região, também são desenvolvidas outras atividades potencialmente impactantes,
como a do refino de petróleo, estocagem de petróleo do terminal portuário, o
processamento de pescado, os efluentes cloacais e pluviais, entre outras.19
Teores elevados em hidrocarbonetos encontrados nos sedimentos das
proximidades de alguns pontos de despejo cloacal-pluvial no estuário sugerem que as
atividades urbanas podem se constituir em uma fonte considerável em óleos e
graxas.18
3.5 - Efeitos ambientais da poluição por petróleo
De acordo com a freqüência de entrada os derrames podem ser classificados
como problemas agudos ou crônicos. Os problemas agudos referem-se aos
vazamentos e derrames de navios petroleiros e as atividades clandestinas de
lavagens dos tanques dos mesmos. Os crônicos são aqueles gerados pela introdução
contínua de hidrocarbonetos, através de pequenos vazamentos provenientes de
operações de navios e plataformas ou a introdução constante de dejetos urbanos e
industriais. Os problemas acidentais, embora em menor escala, não são de menor
importância, uma vez que seus efeitos são de grande envergadura.
A sensibilidade de comunidades estuarinas e marinhas à contaminação por
petróleo é evidente. Maiores alterações nas estruturas destas comunidades devido
aos efeitos da poluição por petróleo podem persistir por períodos de dias a anos. O
petróleo causa diversos impactos sobre a fauna e flora por ação física (abafamento,
6
redução da luminosidade); ambiental (altera pH, diminui o oxigênio dissolvido,
diminuição do alimento disponível); e tóxicas.13
A extensão do dano causado por um derrame deve ser avaliada considerando-
se tanto o volume e tipo de óleo derramado quanto as características da área afetada.
Pouco óleo introduzido em uma área sensível como um marisma pode causar maiores
danos do que uma grande quantidade sobre estruturas artificiais ou praias de alta
energia.
A porção de aromáticos no petróleo (bem como de outros componentes) varia
extremamente, dependendo da região de origem. O petróleo das Américas é
constituído basicamente por parafinas, tendo características de óleo pesado, enquanto
no Leste Europeu o petróleo é quase 100% constituído por naftenos. Em Bornéu o
petróleo é bastante leve (e tóxico), com cerca de 40% de compostos aromáticos.17
Entre os hidrocarbonetos do petróleo, de um modo geral, a toxicidade dos
compostos mais pesados é maior. Entretanto, na água, os efeitos tóxicos serão
maiores com os componentes mais leves, como parafinas de C12 a C14 pelo fato de
serem mais solúveis.2
De modo geral pode-se definir que os óleos leves (refinados ou não) tem
principalmente o efeito químico sobre as comunidades biológicas, enquanto que óleos
pesados tem efeitos físicos sobre as mesmas.17
Derrames de óleo podem ter um sério impacto econômico nas atividades
costeiras e exploração dos recursos do mar. Quanto às atividades pesqueiras
comerciais, sabe-se que um derrame de petróleo pode contaminar equipamentos de
pesca e instalações de maricultura. As populações de peixes adultos raramente são
afetadas devido à grande mobilidade dos mesmos. A contaminação destas áreas leva
à insatisfação do público pela interferência nas atividades recreacionais, tais como
natação, pesca, mergulho e navegação. Algumas indústrias precisam de suprimento
de água do mar para suas operações normais e podem ser afetadas por estes
derrames. Estações geradoras de energia elétrica, em particular, são muitas vezes
localizadas perto da costa, principalmente para ter acesso à grandes quantidades de
água requeridas para o resfriamento de suas unidades. As rotinas das atividades dos
portos tais como balsas e serviços de comportas, também podem ser interrompidas,
principalmente se for derramado petróleo leve, gasolina ou outro material inflamável,
devido ao perigo de incêndio.12 e 29
Ambientes de baixa energia podem precisar de décadas para a recuperação.
Alguns ecossistemas, como por exemplo, os estuários, são vulneráveis pois podem
reter mais o óleo e porque muitas espécies, em diferentes estágios de vida podem ser
expostas. 12 e 29
7
Gundlach & Hayes, em 1978, criaram uma classificação para diferentes
ambientes costeiros atribuindo-os diferentes índices de sensibilidade a danos
causados por derramamento de óleo no mar. Estes ambientes e seus respectivos
índices de sensibilidade podem ser vistos na tabela a seguir:10
Índice de sensibilidade
Tipo de costa Comentários
1 Costões rochosos expostos
A reflexão de ondas mantém a maior parte do óleo "offshore". Não é necessário limpar
2 Plataformas erodidas por ação de ondas
As ondas lavam. A maior parte do óleo é removida por processos naturais em semanas.
3 Praias de areia fina O óleo não penetra no sedimento, facilitando a remoção mecânica, se necessária. No entanto o óleo pode persistir por vários meses.
4 Praias de areia grossa O óleo pode penetrar e/ou se enterrar rapidamente, dificultando a limpeza. Sob condições de moderada a alta energia, o óleo pode ser removido naturalmente dentro de meses.
5 Planícies de maré expostas
A maior parte do óleo não vai aderir ou penetrar em um terreno compactado como as planícies de maré o são.
6 Praias de cascalho e areia grossa
O óleo pode penetrar e se enterrar rapidamente. Sob condições de moderada a baixa energia o óleo pode persistir por anos.
7 Praias de cascalhos Idem anterior. A limpeza deve-se concentrar ao nível da maré alta. Um pavimento sólido asfáltico pode se formar junto às grandes concentrações de óleo.
8 Costões rochosos abrigados
Áreas de reduzida ação de ondas. O óleo pode persistir por muitos anos. A limpeza não é recomendada a menos que o acúmulo do óleo seja muito grande.
9 Planícies de maré abrigadas
Áreas de grande atividade biológica e baixa energia de onda. O óleo pode persistir por anos. A limpeza não é recomendada a menos que o acúmulo do óleo seja muito grande. Devem receber prioridades de proteção através de barreiras e material absorvente.
10 Marismas e manguezais
São os ambientes aquáticos mais produtivos. Óleo pode persistir por anos. Limpeza de marismas por queima ou corte somente em casos extremos. Manguezais não devem ser alterados. Estes ambientes são áreas de prioridade máxima de proteção.
4 - Objetivos
Como objetivo geral deste trabalho, pretende-se dar subsídios para a
identificação de áreas prioritárias quanto à proteção ambiental, colaborar com a
escolha de ações remediadoras para cada ambiente impactado e subsidiar a criação
de um plano de contingência para derramamentos de óleo para o Estuário da Lagoa
dos Patos.
Para isso tem-se os seguintes objetivos específicos:
- Criar um banco de dados de sedimentologia do estuário da Lagoa dos Patos;
- Caracterizar o Estuário da Lagoa dos Patos quanto aos seus aspectos
sedimentológicos:
sedimento em suspensão na coluna d’àgua
sedimentos superficiais da região submareal
sedimentos superficiais da região intermareal
8
- Obter dados experimentais da interação do óleo com a coluna sedimentar,
com ênfase na sua penetração e persistência;
- Estabelecer considerações quanto a interação do petróleo com os diversos
tipos de sedimento;
- Relacionar os dados sedimentológicos obtidos para o Estuário da Lagoa dos
Patos com o potencial comportamento do petróleo em contato com os sedimentos no
caso da ocorrência de um derramamento na área de estudo.
5 - Material e métodos
5.1 – Caracterização sedimentológica
5.1.1 - Banco de dados
As informações do sedimento de fundo do estuário foram obtidas através de
um levantamento de dados pretéritos, a partir daí foi montado um banco de dados
sedimentológicos para o estuário. Estes dados provêm de projetos desenvolvidos
pelos laboratórios da FURG desde 1975. O maior número de dados foi obtido pelo
Projeto Lagoa dos Patos, de onde foram obtidas informações sobre cerca de 327
amostras. Outras informações foram retiradas do relatório final do Monitoramento
Ambiental do Porto de Rio Grande e dos dados dos testemunhos feitos no canal da
Lagoa dos Patos durante o projeto de Monitoramento da Dragagem do Porto de Rio
Grande.
Os dados de posição e dados brutos da análise granulométrica com as
porcentagem de cada classe de phi (tamanho de grão) foram retirados de planilhas e
relatórios e digitados em planilhas do programa Excel . Os parâmetros estatísticos e
as diferentes classificações do sedimento foram retiradas do software SYSGRAN
para Windows .
Na coleta da grande maioria dos dados foram obtidos seus posicionamentos
por alinhamento com objetos (bóias, faróis, feições costeiras, etc.), desta maneira seus
valores de latitude e longitude não apresentam a precisão dos valores obtidos
atualmente com o uso de GPS. Isso fez com que, no momento da plotagem dos
pontos em mapas, muitos deles se sobrepusessem e outros, se localizassem fora dos
limites do estuário, assim algumas amostras foram excluídas do banco de dados.
As informações sobre diferentes características do sedimento como minerais
pesados e teor em carbonato de cálcio, foram incluídas no banco de dados, porém
não serão comentadas neste trabalho pois não interferem no comportamento do
9
petróleo em contato com o sedimento. Para isso, apenas as características texturais
são suficientes.
O banco de dados sedimentológicos, juntamente com os bancos de dados das
outras áreas, alimentará um Sistema de Informações Geográficas do Estuário da
Lagoa dos Patos, onde poderão ser inseridos dados novos à medida que forem
adquiridos. Assim as informações obtidas nos diversos projetos realizados na região
poderão ser armazenadas de forma organizada e sistemática.
5.1.2 – Região submareal
Os mapas de fácies sedimentares do Estuário da Lagoa dos Patos foram feitos
a partir das informações encontradas no banco de dados sedimentológicos
anteriormente citado. Utilizou-se o software Surfer 7.0 para a confecção dos mapas e
interpolação dos dados através do interpolador geoestatístico Kriging.
5.1.3 – Região intermareal
Para a caracterização da região intermareal do Estuário da Lagoa dos Patos
foram utilizadas as informações adquiridas durante o verão de 2001 para o Mapa de
Sensibilidade Ambiental a Derramamento de Petróleo para o Estuário da Lagoa dos
Patos, feito através do convênio Fundação Bio-Rio/Petrobrás/FURG.
O contorno do estuário foi subdividido em segmentos de características
semelhantes e caracterizados neste trabalho de acordo com o tipo de margem
(marismas, estruturas antrópicas, praias, granulometria, etc.).
6 - Resultados e discussão
6.1 - Caracterização sedimentológica
6.1.1 - Sedimento em suspensão
A grande maioria das informações apresentadas neste trabalho que
caracterizam o Estuário da Lagoa dos Patos em termos de Sedimento em Suspensão
(SES) são interpretações sintetizadas das conclusões e dos dados apresentados por
Hartmann (1989).
O SES é um parâmetro ambiental importante, sendo seu estudo considerado
um procedimento normal em estuários e zonas costeiras. Entretanto os sedimentos
10
em suspensão podem indicar problemas erosionais, para a qualidade da água e a sua
deposição implica em prejuízos para os canais, portos e produtividade biológica.
Considerado poluente por causa de seus efeitos detríticos sobre organismos, pode
conter compostos metálicos e orgânicos adsorvidos, que são poluentes.11
O alto nível de precipitação pluviométrica na região é responsável por um
transporte considerável de silte e argila de várias fontes da vasta bacia de drenagem
para o estuário. Devido à baixa declividade do corpo lagunar (1m/120km) e à reduzida
velocidade de fluxo ao longo da Lagoa, grande parte de sua carga de SES na coluna
d'água sofre deposição durante seu transporte.15 e 22
Pode-se considerar que a concentração e distribuição do SES na
desembocadura da laguna, bem como a circulação típica de estuário, estão
diretamente relacionadas ao aporte de água doce proveniente das bacias hidrológicas
Patos e Mirim e à entrada de água salgada. Estas condições estão por outro lado
muito ligadas às condições anemométricas locais de força, duração e direção
preferencial do vento.11
As concentrações dos SES no Estuário da Lagoa dos Patos possuem ampla
variação espacial, vertical e horizontalmente, como ao longo do tempo. Em geral
verifica-se um comportamento sazonal na hidrodinâmica do estuário, porém ele pode
mudar em apenas algumas horas, devido às condições meteorológicas.
Ventos do quadrante norte assim como os períodos de maior pluviosidade
(inverno e primavera) impõem ao estuário um regime de vazante, reduzindo a
salinidade da água, e por conseqüência, aumentando as concentrações de SES.
Condições opostas como períodos de baixo aporte de água continental (verão e
outono) e ventos do quadrante sul propiciam a entrada de água do mar no estuário e a
redução dos níveis de SES, principalmente na região mais próxima ao canal.
As concentrações médias de SES na superfície da coluna d'água foram
maiores na região norte do estuário, variando entre 5 e 300 mg/l, com 80 mg/l de
média. Ao sul a concentração média foi de 70 mg/l, variando entre 3 e 200 mg/l. 11
Áreas de maiores concentrações de SES podem ser identificadas sobre os
bancos e baixios, sendo causadas pela ressuspensão de material do fundo, devido à
ação de ondas, e nas regiões de máxima turbidez, que acompanham a cunha salina,
podendo chegar a concentrações próximas a 300 mg/l.
A distribuição lateral das concentrações de SES na região mais ao norte do
estuário é regida pelo aporte de água do Canal São Gonçalo e da Lagoa dos Patos.
As concentrações podem aumentar de leste para oeste ou em sentido oposto,
dependendo das vazões e concentrações de MS das massas d'água. Na saída do
canal de São Gonçalo ocasionalmente ocorre a formação de uma pluma de pequenas
11
dimensões, com tendência a dirigir-se para o norte quando ocorre a incidência de
ventos do quadrante sul. Ao sul do estuário, próximo à Ponta dos Pescadores também
ocorre intensa variação lateral nas concentrações de MS, principalmente devido a
ressuspensão do material do fundo pelas correntes de enchente nas partes rasas.
A entrada de água salgada, principalmente pelo fundo do estuário faz com que
ocorra a floculação e posterior deposição do sedimento em suspensão, fazendo com
que ocorra uma gradação vertical, com o aumento das concentrações de SES com o
aumento da profundidade. Porém em alguns casos podem ser encontradas situações
de considerável homogeneidade na coluna d'água ou até mesmo concentrações
inferiores mais próximas ao fundo. 11
6.1.2 - Região submareal
No mapeamento sedimentológico feito neste trabalho para a região submareal
pode-se verificar alguns padrões de comportamento nas distribuições dos sedimentos.
Em sua grande maioria, os dados utilizados, plotados e interpolados por software
foram os mesmos daqueles utilizados por Calliari em 1980 e trabalhados
manualmente. Assim, os resultados encontrados foram bastante semelhantes, mesmo
que os dados tenham sido trabalhados de maneiras tão diferentes.
As características granulométricas dos sedimentos da região estuarina estão
diretamente relacionadas com a profundidade e com os processos hidrodinâmicos. Os
teores das frações finas (silte e argila) são mais significativos nas regiões mais
profundas dos canais, enquanto que nas zonas rasas (entornos lagunares e sacos
marginais) à fração areia domina largamente sobre as frações silte e argila. As zonas
de baixa profundidade, que constituem a margem lagunar e os grandes bancos, são
afetadas por uma forte hidrodinâmica provocada pelo efeito do forte regime de ventos.
Esse processo causa a ressuspensão dos sedimentos pela ação de ondas, impedindo
o acúmulo de sedimentos finos e, dessa forma, favorecendo o enriquecimento das
frações tamanho areia.1 e 4
A caracterização do sedimento de forma mais objetiva é feita utilizando-se de
alguns parâmetros quantitativos e estatísticos, vistos a seguir.
A classificação segundo Shepard (anexo 2) consiste na classificação dos
sedimentos baseado nas porcentagens de três variáveis; areia, silte e argila ou
cascalho, areia e lama, quando a porcentagem de cascalho é significativa. Este
parâmetro é bastante usado na caracterização faciológica dos sedimentos.
Entre as amostras analisadas pode-se identificar 11 grupos de sedimento:
argila síltica, argila arenosa, silte argiloso, silte, silte arenoso, mista, areia argilosa,
12
areia síltica, areia, areia cascalhosa e cascalho arenoso. Muitos destes grupos
apresentaram freqüências bastante baixas como a argila arenosa e o cascalho
arenoso. A predominância foram das fácies arenosas (com exceção da areno-
cascalhosa) seguido da argila síltica.
No mapa do anexo 2 os grupos compostos de material mais fino foram
representados pelas cores mais quentes, enquanto as cores frias foram atribuídas aos
mais grosseiros.
Pode-se ver que os grupos mais finos (mistos, sílticos e argilosos) têm sua
distribuição bem marcada ao longo do canal de navegação, enquanto os grupos mais
grosseiros (arenosos) distribuíram-se pelas áreas mais rasas.
Os mapas de distribuição das proporções de cascalho, areia, silte, argila e finos
(silte + argila) seguem um padrão semelhante.
A distribuição de cascalho (anexo 3) apresentou suas maiores concentrações
no lado noroeste do estuário, próximo a Pelotas, provavelmente por se tratar da região
mais próxima da área fonte de sedimentos. Outras amostras demonstraram a
presença de cascalho, mas em menor quantidade, atribuindo-se a isso a presença de
cascalho biodetrítico (conchas).
As concentrações de areia (anexo 4) mostraram comportamentos inversos
daqueles visualizados para os mapas de silte, argila e finos (anexo 5, 6 e 7
respectivamente). As proporções destes últimos foram maiores nas áreas protegidas e
ao longo do canal de navegação.
A média (anexo 8) é o melhor parâmetro para fornecer tamanho médio, pois é
tomada de um grupo ocorrente de diâmetro de grão e não somente de um ponto da
curva. Ela demonstrou claramente os padrões de distribuição já citados, demarcando
bem as regiões mais profundas.
Mediana (anexo 9) é o tamanho do grão no percentil 50 da curva, assim sendo,
é um parâmetro impreciso como medida de tamanho médio.4 Com distribuição
semelhante a da média, porém, não deixando tão evidente as regiões mais profundas,
talvez por ser um parâmetro de maior imprecisão.
O grau de seleção (anexo 10) é representado pelo desvio padrão da amostra
a partir de sua média. A amostra apresenta melhor seleção, isto é, apresenta menor
grau de dispersão de suas classes granulométricas, quanto menor for o valor
encontrado.
No mapa pode-se verificar a melhor seleção dos sedimentos encontrados em
regiões de maior dinâmica, enquanto as regiões mais profundas e abrigadas
apresentaram os sedimentos mais pobremente selecionados.
13
A curtose (anexo 11) é o grau de afilamento da curva de freqüência simples e
responde pela proporção existente entre a dispersão central e terminas da mesma. Ela
verifica a uniformidade do agente selecionador.4
Sua distribuição é mais complexa não seguindo tão evidentemente os padrões
anteriormente citados, porém, de forma geral, apresenta seus maiores valores (maior
agudez da curva) nas áreas de maior concentração de areia. As zonas mais
protegidas e de maiores profundidades apresentaram os menores valores, indicando a
tendência a polimodalidade dos sedimentos mais finos.
A assimetria (anexo 12) é a tendência da curva simples a deslocar-se para um
dos lados. Ela é dita positiva para o enriquecimento do ambiente em sedimentos finos
e negativa quando o enriquecimento é de grosseiros. Isso pode ser comprovado no
mapa, onde pode ser visto a grande predominância de assimetria positiva. Algumas
das poucas regiões de assimetria negativa podem ser relacionadas com as áreas de
maior concentração de cascalho.
6.1.3 - Região intermareal
Para a classificação dos segmentos das margens do estuário (anexo 13) os
segmentos foram classificados de acordo com as categorias encontradas:
- Substratos consolidados/estruturas artificiais;
- Vegetação de restinga e marisma;
- Praias arenosas - Areia fina/muito fina
- Areia grossa
As margens alteradas por estruturas artificiais (molhes, enrocamentos, muros,
etc.) compreendem as margens de maior atividade antrópica como os Molhes da
Barra, Superporto, os limites sul, leste e nordeste da cidade do Rio Grande e o limite
oeste de São José do Norte. Apesar de existem pequenos trechos de praias arenosas
e vegetação inseridas nestes segmentos, eles foram classificados por seus aspectos
predominantes.
As margens classificadas como de predominância de vegetação, seja de
marisma ou de restinga, distribuíram-se pelas margens não alteradas do Saco da
Mangueira, ao redor da Ilha dos Marinheiros e de outras ilhas próximas, ao norte de
Rio Grande até a Ilha da Torotama, em alguns segmentos da região do norte do
estuário e na margem leste do Canal da Barra do Rio Grande.
Nestas áreas de marismas, as classes de tamanho de grão mas freqüentes nas
amostras de sedimento são areia fina e muito fina,20 com valores altos de lama
(silte+argila) (até 72,4%)22 e matéria orgânica (2 a 3%).16 Nestas áreas é marcante a
14
presença de caranguejos cavadores podem acarretar importantes atividades de
bioperturbação nos sedimentos.6
Poucos foram os segmentos que apresentaram areia grossa. Estes se
limitaram à margem oeste do estuário, nas proximidades da cidade de Pelotas.
Provavelmente esta distribuição se deve à proximidade do embasamento cristalino e a
alta energia de ondas incidente.
Nos demais segmentos foi predominante a presença de areia fina a muito fina
com ampla distribuição em todas as alturas do estuário, alternando-se com os
segmentos já citados.
6.2 - Interação do petróleo com o sedimento
6.2.1 - O destino do petróleo derramado
Quando o óleo é derramado no mar, ele se espalha sobre grandes áreas da
superfície da água formando uma fina película que varia entre alguns milímetros a
centímetros. A partir daí, a mancha, influenciada pelos ventos e correntes, começa a
se deslocar e o óleo sofre uma série de processos naturais de degradação, como a
evaporação, dissolução, dispersão, oxidação fotoquímica, emulsificação,
biodegradação, adsorsão ao material em suspensão, ingestão por organismos,
afundamento e sedimentação, atuando em tempos diferentes.7, 17 e 23
Figura 1: Destinos do petróleo no ambiente. Fonte: SIVAMAR,23 traduzido de
ITOPF.29
15
Figura 2: Destinos do petróleo no ambiente e seus diferentes tempos de
ocorrência. Fonte: SIVAMAR,23 traduzido de ITOPF.29
A velocidade e intensidade que estes processos ocorrerão juntamente com o
grau de persistência do óleo no ambiente dependem das características (composição
química e propriedades físicas) e volume do óleo combinado com as condições
ambientais (tipo de ambiente atingido, fatores bióticos como a atividade microbiana e
abióticos como temperatura da água, ventos, marés, correntes, ação de ondas entre
outros).2,7,12 e 29
O espalhamento e a deriva são os processos mais intensos nas primeiras
horas após o derramamento. A mancha de óleo aumenta de área, diminui de
espessura (até décimos de milímetros após uma hora), ficando mais sujeito a outros
processos como evaporação e dissolução.12
A evaporação é o processo mais importante nas primeiras 48 horas,
removendo as substâncias mais tóxicas, os componentes de baixo peso molecular,
reduzindo seu volume e sua toxicidade e aumentando sua viscosidade e densidade.13 e
23
A dissolução tem pouca importância em termos de balanço de massa, mas
tem grande influência sobre as conseqüências biológicas no ambiente aquático. Assim
como a evaporação, ocorre mais intensamente com os componentes de baixo peso
molecular.23
O processo natural mais importante em relação à quebra da mancha e seu
desaparecimento é a dispersão. A formação de pequenas gotículas e seu
espalhamento pela coluna d’água expõe maior superfície do óleo à outros processos
de degradação. Isso ocorre mais facilmente com os óleos mais densos, como os
produzidos pelas bacias brasileiras.23
16
Sob incidência da luz solar, radicais de alguns compostos reagem com o
oxigênio quebrando moléculas maiores e transformando-as em compostos mais
solúveis na água do mar. Este processo se chama oxidação fotoquímica e pode
reduzir até 1% da mancha por dia. 23
A emulsificação do óleo derramado pode dificultar o processo de limpeza.
Quando ocorre a mistura de gotas de água no meio oleoso, este tem suas
características alteradas, mudando de cor (ficando amarelo, marrom ou laranja),
aumentando muito sua viscosidade, tornando sua densidade mais próxima à da água
do mar e dificultando a ação dos outros processos (evaporação, dissolução e
biodegradação), deixando o óleo com uma aparência semelhante a musse de
chocolate. 13 e 23
Uma vez no ambiente, o petróleo sofre a ação de bactérias, leveduras e fungos
filamentosos, atuando no papel principal da sua biodegradação.13 As bactérias
marinhas são os agentes mais importantes nos processos de degradação, sendo
capazes de degradar todos os componentes do petróleo, mas com diferentes
velocidades. Os hidrocarbonetos mais leves e de cadeias mais simples se degradam
mais rapidamente, enquanto os constituintes mais pesados e complexos resistem por
mais tempo, acabando por sedimentarem.13
Outros fatores influenciam os índices de biodegradação, os mais importantes
são a temperatura da água, a disponibilidade de nutrientes, as concentrações de
oxigênio e a salinidade. As maiores temperaturas e concentrações de nutrientes
aceleram a degradação do óleo. As condições anaeróbicas restringem a degradação
microbiana.10 e 13 Os níveis de salinidade ótimos ficam entre 25 e 35. Assim, a
degradação microbiana do petróleo é mais rápida em ambientes costeiros rasos, onde
uma abundante quantidade de nutrientes e substratos orgânicos favorecem a
proliferação de densas populações microbianas. Geralmente o óleo persiste por mais
tempo ao longo de praias de regiões de altas latitudes que nas de regiões de altas
temperaturas.
A densidade do óleo intemperizado é aproxima-se à da água. Óleo cru pesado
possui maior densidade, portanto serão maiores as suas chances de sofrer
afundamento e sedimentação, até mesmo estando pouco degradado. Em geral,
entretanto, as alterações substanciais ocorrem antes da deposição dos produtos do
petróleo.13 e 23
17
6.2.2 - O petróleo e os sedimentos em suspensão
Os hidrocarbonetos de petróleo são hidrofóbicos (especialmente a fração
pesada) e tendem a se associarem com o material em suspensão na coluna d’água.3 e
14 Assim, após um derramamento de óleo, a sua sedimentação é facilitada. Como a
ocorrência de alta carga de material em suspensão é típica de estuários e baías rasas,
este processo predomina em águas costeiras.13 Isso representa um importante
mecanismo para a rápida dispersão e remoção do óleo da superfície da água,
reduzindo-o em até 15% de sua massa.23
A adsorsão do óleo às partículas em suspensão resulta num aumento da
densidade da mistura chegando ao dobro da água do mar pura (1.025 g/cm3). O
aumento da densidade das partículas causa a deposição do óleo adsorvido.13 Esta
mistura de petróleo intemperizado agregado a partículas presentes na coluna d’água
possibilita a formação de massas semi-sólidas compactas, as bolas de piche, cuja
presença, provoca sérios danos à costa, principalmente às praias de areia. 23
Além disso, por serem altamente lipofílicos, os componentes do óleo tendem a
associar-se com o material em suspensão e sedimentar, podendo ser bioacumulados
pelos organismos e potencialmente causarem efeitos crônicos muito tempo após o
derrame.29
6.2.3 - O petróleo e os sedimentos subaquáticos
Um fator importante no estudo de sedimentos é a distribuição granulométrica
dos mesmos, uma vez que pode favorecer ou não a retenção da matéria orgânica.
Quanto mais fina, ou seja, maior % da fração silte+argila, maior será a capacidade de
reter os contaminantes.28
Devido à característica hidrofóbica, esses compostos têm pouca solubilidade
nos sistemas aquáticos, normalmente aderem-se às superfícies e às partículas
sedimentares, assim, devido aos processos de floculação e sedimentação no estuário,
tenderá a depositar nos sedimentos de fundo.3 e 14 Em geral, os hidrocarbonetos de
petróleo possuem boa estabilidade química dentro da coluna dos sedimentos, portanto
sua quantidade e distribuição fornecem informações muito precisas dos processos de
poluição. Desta forma, os sedimentos têm a capacidade de registrar e integrar
diversos eventos ambientais passados. Sendo assim, seu estudo é de grande
importância, tanto do ponto de vista geoquímico como do ponto de vista de
caracterização ambiental.3 e 14
18
Zanardi (1996) encontrou relações diretas entre granulometria e concentrações
de hidrocarbonetos para o canal de São Sebastião. Como sedimentos mais finos
favorecem a retenção de matéria orgânica, a amostra com maiores frações de
silte+argila (94,6%) apresentou as maiores concentrações de hidrocarbonetos. Ao
mesmo tempo, baixas concentrações de hidrocarbonetos do petróleo foram
encontradas em sedimentos com mais de 80% de areia.29
Para Bícego (1988) esta correlação relação não foi muito clara, encontrando
altas concentrações em areias médias ou grossas e concentrações baixas em areias
finas. Isso mostra que outras variáveis podem interferir nas concentrações dos
hidrocarbonetos nos sedimentos, como, por exemplo, a proximidade da fonte de
poluição.2
Durante o Monitoramento Ambiental do Porto de Rio Grande, realizado pela
FURG durante o ano de 2000 verificou-se que a distribuição dos óleos e graxas nos
sedimentos do Porto de Rio Grande, assim como o COP e NOP, dependem das
condições hidrodinâmicas estuarinas, das características texturais dos sedimentos e
das características das fontes antrópicas locais de natureza cloacal, pluvial, industrial
e portuária. Os maiores valores durante o verão e primavera têm origem no maior
acúmulo desses compostos a partir de suas fontes, em razão da menor intensidade da
hidrodinâmica estuarina, enquanto que no inverno e primavera haveria menor acúmulo
nos sedimentos, devido aos processos de dispersão e diluição dos aportes causados
pelas condições hidrodinâmicas mais severas.18
Os sedimentos do Porto de Rio Grande apresentam, de modo geral, elevados
teores em óleos e graxas. O Porto Novo até o terminal de petróleo é o sítio portuário
mais contaminado por óleos e graxas, seguido pela região do Superporto depois do
terminal de Petróleo e, finalmente, pela região terminal do Superporto até o canal dos
molhes, mostrando uma tendência geral de diminuição dos valores nesta mesma
direção, sendo especialmente visível para os perfis efetuados antes do início das
dragagens. Esses resultados mostram que as principais fontes de óleos e graxas se
localizam no setor portuário entre o Porto Novo e o Terminal de Petróleo.18
A redução dos teores verificada nos sedimentos do setor médio e final do
Superporto (imediações da Ceval à Praticagem) traz indicativos de que os aportes são
reduzidos. Algumas atividades industriais desse sítio, como as indústrias de óleo de
soja, são reconhecidamente produtoras de óleos e graxas ao sistema aquático.18
Assim, é muito provável que a intensa hidrodinâmica desse canal promova uma forte
diluição e dispersão dos efluentes, tanto para jusante quanto para montante, limitando
a deposição e o enriquecimento local desses compostos nos sedimentos de fundo.18
19
Outra variável que exerce influência quanto às concentrações de óleos e
graxas nos sedimentos é a atividade de dragagem. Os menores teores de óleos e
graxas foram encontrados depois de ser iniciado os trabalhos de dragagem,
confirmando que tal atividade induziu a uma redução do nível de contaminação por
óleos e graxas dos canais portuários. 18
6.2.4 - O petróleo nas praias
Em um evento de derramamento, quando ambientes costeiros são atingidos, é
na região intermareal onde ocorre o maior acúmulo de petróleo e, por conseqüência,
os maiores impactos ambientais. O conhecimento das características do petróleo, dos
sedimentos e da dinâmica ambiental pode ajudar a prever o comportamento do óleo e
sua persistência neste substrato.
A amplitude das marés na época e local do derrame é um fator a ser
considerado. Derrames que ocorreram durante as marés de maior amplitude, atingem
áreas muito mais extensas da faixa intermareal.17 No entanto, o movimento contínuo
de subida e descida das marés atua como um importante fator de limpeza natural.
Associado à variação de maré deve ser considerada também a declividade das praias,
pois, quanto menor a declividade, maior será a área atingida pelo derramamento.
A penetração do petróleo em praias arenosas depende diretamente das
características do óleo (viscosidade), do tipo e textura granular do sedimento e do grau
de perturbação biológica.8
Nos substratos não consolidados o petróleo pode penetrar verticalmente no
sedimento, atingindo camadas mais profundas.17 Entre os parâmetros físico-
sedimentológicos que influenciam na penetração de óleo nos sedimentos estão o
tamanho de grão (diâmetro), o grau de seleção, a quantidade de lama, a angulosidade
das partículas, a porosidade e permeabilidade dos sedimentos. Estudos realizados por
Harper (1986) indicam que a penetração de óleo no fundo varia inversamente com o
conteúdo de lama, ou seja quanto maior a quantidade de lama menor a possibilidade
do óleo penetrar e ser retido em sedimentos de fundo. O mesmo autor verificou
através de estudos experimentais o mesmo padrão para a concentração de
hidrocarbonetos nos 2 cm superficiais. Contrariamente, fundos constituídos por
sedimentos grosseiros, areia e especialmente cascalho apresentam maior potencial
para retenção e acumulação de óleo. Assim sendo, a permeabilidade aumenta com o
incremento de granulometria e com a melhoria do grau de seleção,21 e 25 aumentando a
penetração e acúmulo do óleo.
20
O grau de hidrodinamismo de um local pode determinar a permanência do óleo
nos sedimentos e é determinado pela quantidade, intensidade e força das ondas e
correntes que atuam no ambiente. Locais com elevado dinamismo tendem a dispersar
o óleo rápida e eficientemente, fazendo com que o impacto de um derrame de óleo
seja reduzido ou mesmo, não perceptível. Nestes ambientes, o óleo permanece por
poucos dias. Já nos ambientes abrigados da ação das ondas e correntes, o petróleo
tende a permanecer por muitos meses ou anos impedindo que a comunidade biológica
se recupere.17
O ciclo das praias arenosas, representado pela entrada e saída de areia em
diferentes épocas do ano, também é um fator importante no grau de impacto do
petróleo nestes ambientes. Em um derrame que aconteça numa fase acresciva da
praia (deposição de areia), o petróleo pode sofrer um processo de soterramento pelo
sedimento, dando, inclusive, a impressão que a praia está limpa. Quando coberto por
areia limpa, o óleo cru persiste por longos períodos de tempo em bandas especiais,
que gradualmente vão adquirindo uma consistência mais espessa. No entanto o
petróleo pode encontrar-se centímetros abaixo da superfície da areia, e tende a
recontaminar o ambiente com a chegada do ciclo destrutivo, onde ocorre a retirada de
grande quantidade de sedimento.
Ambientes de baixa energia contêm sedimentos finos com alto teor de matéria
orgânica e são freqüentemente anaeróbicos. Portanto são ambientes redutores onde
as taxas degradação microbiológica é bastante reduzida, a erosão quase não existe e
a atuação da maré tem uma contribuição muito pequena.8 Assim sendo, mesmo uma
pequena quantidade de óleo pode persistir nesses ambientes por décadas agravando
seus efeitos.2 e 13
6.2.5 - O petróleo em substratos consolidados
Os substratos consolidados são as rochas que formam os costões, matacões e
praias rochosas, de seixos, no caso da área de estudo deste trabalho, estruturas
artificiais como piers, enrocamentos e os molhes da Barra do Rio Grande. Nestes
ambientes a persistência do petróleo se deve principalmente à energia de ondas
incidente e da quantidade de vãos e frestas que a estrutura apresentar.10
Em substratos expostos à ação de ondas o óleo é rapidamente retirado do
ambiente, sendo levado em direção à offshore. 10 Milanelli, em seus experimentos
realizados em 1994 não encontrou nenhum efeito claro do petróleo sobre este tipo de
comunidade, atribuindo as maiores alterações a variações naturais.17
21
Se tomarmos como exemplo os molhes da barra do Rio Grande, no caso de
um grande derramamento, o petróleo provavelmente não permaneceria por muito
tempo na superfície dos blocos de granito e dos tetrápodes. Porém existe o risco de
que parte deste óleo fique armazenado nos vãos destas estruturas, que também são
locais de difícil limpeza.
Já em estruturas mais abrigadas da incidência de ondas, o óleo pode
permanecer durante alguns anos aderido ao substrato10 afetando as comunidades ali
presentes.17
7 - Simulação de um derramamento de óleo
7.1 - Local do experimento
Para a realização do experimento foi escolhida a Ilha dos Cavalos por se tratar
de um ambiente pouco impactado, de acesso relativamente fácil e com características
típicas semelhantes à grande parte das margens do estuário. Assim os resultados do
experimento podem servir de base para estimativas à grande parte dos ambientes
estuarinos.
A Ilha dos Cavalos localiza-se à leste da Ilha da Pólvora, tendo ao norte a
Ponta da Marambaia (Ilha dos Marinheiros) e ao sul o Porto Velho de Rio Grande. O
experimento foi montado em sua margem voltada para sul, (Lat. S. 32º01,261’; Long.
W. 052º05,464’) (anexo 14), pois é uma margem mais protegida dos ventos
predominantes de nordeste e, por conseqüência, com menor hidrodinâmica.
7.2 - Montagem do experimento
O experimento foi montado de forma a simular um derramamento de petróleo,
em um primeiro momento onde ele teria sido derramado sobre a superfície da água,
permanecendo ali por algum tempo durante seu deslocamento até que, num segundo
momento, se depositasse na região intermareal de uma praia estuarina. Assim
implementou-se este experimento em dois ambientes distintos, porém próximos.
O primeiro ambiente escolhido foi uma região de águas rasas, com
profundidade próxima a um metro, nas margens da Ilha dos Cavalos (anexo 15).
Ambientes semelhantes distribuem-se por grandes áreas dentro do estuário, na forma
de bancos apresentando profundidades entre 1 e 5 metros.4 Neste local foram postos
18 quadrados de 1m2 (#1 a #18) cada, distanciados dois metros um do outro. Estes
quadrados foram demarcados com pedaços de madeira, um em cada canto,
22
suportando uma faixa de tecido do tipo organza para a contenção do petróleo. O
tecido permaneceu desde alguns centímetros acima da superfície da coluna d'água
até o fundo, para evitar a saída do óleo. Em cada quadrado foi acrescentado 1 litro de
petróleo, que permaneceu na superfície durante 3 horas e após isso foi retirado com o
próprio tecido.
O segundo ambiente escolhido foi uma pequena praia inserida entre vegetação
de marisma (Spartina alterniflora), onde, na faixa intermareal, foram feitos quatro
quadrados (#19 a #22) também de 1m2 marcados com taquaras de bambu em seus
extremos e em seus lados (anexo 16). Durante a baixa-mar foi acrescentado um litro e
meio de petróleo em cada um dos quadrados, diretamente sobre o sedimento exposto.
As taquaras de bambu das laterais permaneceram ali por algumas horas (até a
primeira preamar) para conter o óleo e permitir que ocorresse a sua penetração.
O número elevado de quadrados utilizados é justificado pois o mesmo
experimento foi utilizado também para estudos geoquímicos e estudos de impacto
sobre os organismos bentônicos.
Foram utilizadas áreas semelhantes, próximas a estas, como controle, para
verificar se no sedimento não haveria petróleo provindo de fontes não conhecidas ou
alguma outra substância que pudesse ser detectada pelo método.
O óleo inserido foi cedido pela Refinaria de petróleo Ipiranga S.A, sendo do tipo
petróleo cru pesado, sendo inserido no ambiente sem sofrer nenhum processo prévio
de intemperização.
Para a realização deste experimento (empreendimento 120.493) foi obtida a
autorização da FEPAM-RS através do documento nº 083/2001-DL.
7.3 - Amostragem
Esta exposição foi monitorada durante 5 meses durante intervalos de tempo
crescentes (0, 1, 3, e 24 horas, 8, 14 ,38, 114 e 148 dias), analisando-se o seu
comportamento físico em relação ao sedimento, enfocando principalmente sua
penetração e tempo de permanência na coluna sedimentar.
Nas amostragens usou-se um testemunhador de PVC, de cerca de 20 cm de
comprimento e diâmetro de 1,5 polegadas, que foram congelados até o momento da
sua abertura (anexo 17).
23
7.4 - Detecção do óleo
Após a abertura dos testemunhos o sedimento foi exposto a luz ultravioleta
para a detecção do óleo. O petróleo absorve a luz U.V., ficando com uma coloração
próxima a um verde claro, assim, o sedimento contaminado foi facilmente identificado.
Para melhor visualização, no anexo 18 se encontram fotos de alguns testemunhos
com efeito negativo, apresentando coloração inversa.
A exposição ao U.V. foi a metodologia escolhida pois, além de rápida e barata,
possibilita estabelecer a distribuição de óleo na coluna sedimentar de forma precisa.
7.5 – Resultados do experimento
Não foi detectado óleo nos sedimentos da área rasa. O petróleo necessita de
algum tempo na superfície d’água para que seus hidrocarbonetos mais leves sejam
evaporados ou dissolvidos.17 Assim, não teve sua densidade aumentada o suficiente
para sedimentar. A fração mais solúvel do óleo não foi contida pelo tecido, podendo
ser vista durante as três primeiras horas do experimento como uma delgada camada
sendo deslocada sobre a superfície da água acompanhando a direção do vento.
As informações obtidas com os testemunhos na área contaminada da zona
intermareal estão na tabela abaixo:
Tempo\Quadrados #19 #20 #21 #22 0 (controle) ausente ausente - -
1 hora 0,2 - - - 3 horas - 0,6 0,3 0,3
24 horas 1,5** - - - 8 dias - 1,8* ausente ausente
14 dias - ausente 3* 1* 38 dias - ausente ausente 3,5* 114 dias - ausente 15** ausente 148 dias 23** ausente 3,2* 1,4*
Tabela 1: Profundidades máximas (em cm) que foi encontrado Petróleo nos
testemunhos dos quadrados da região intermareal.
Legenda: - Não foi obtida amostra
* Petróleo distribuído em gotículas
** Testemunho feito sobre uma perturbação existente no sedimento
propiciando a penetração do óleo.
24
Parâmetro\Quadrados #19 #20 #21 #22 Class. Shepard Areia Areia Areia Areia
Granulometria média Areia muito fina
Areia muito fina
Areia muito fina
Areia fina
% finos 6,502 2,2162 1,5769 1,1893 Tabela 2: Características do sedimento.
O óleo teve baixa penetração no sedimento, não ultrapassando 6 mm da
superfície do sedimento. Pode-se ver indícios de uma lenta decida do óleo dentro da
coluna sedimentar, mas isso foi interrompido após a coleta das três horas,
provavelmente devido a uma preamar que deve ter removido todo o óleo da superfície.
Estima-se que os motivos da baixa penetração foram a baixa permeabilidade do
sedimento (como areia muito fina, moderadamente selecionada) e lençol freático raso.
A partir de completadas as primeiras 24 horas, o óleo, quando encontrado,
estava inserido na forma de gotículas dentro de perturbações dos sedimentos, como
rizosferas de Spartina alterniflora (a maioria) e tubos de organismos.
Pode-se concluir que, apesar de baixa permeabilidade, o ambiente utilizado no
experimento possui trapeadores em potencial a derramamentos de petróleo, as
bioturbações, tanto as rizosferas de Spartina alterniflora como galerias de organismos
bentônicos, como poliquetas, caranguejos e tanaidáceos que habitam esta região.22
Ao longo dos 5 meses de experimento o petróleo permaneceu “encapsulado”
na coluna sedimentar. Como neste ambiente os sedimentos apresentam valores de Eh
bastante baixos (média entre as saídas de -87,5 mV a 5 cm de profundidade),
provavelmente ele apresentará alta persistência devido ao fato de que as taxas de
biodegradação apresentam-se baixas neste tipo de ambiente.
8 - Proposta para ações remediadoras em caso de derramamento de petróleo no
Estuário da Lagoa dos Patos para os diferentes ambientes
Para se reduzir, ou minimizar, os danos ecológicos causados pelos
derramamentos, diversos métodos de limpeza são utilizados internacionalmente, os
quais são mais ou menos recomendáveis, de acordo com o tipo de ambiente
impactado. A aplicabilidade dos métodos de limpeza depende, não só de fatores
técnicos, como acesso e tipo de equipamento ou metodologia a ser utilizada, mas
também o tipo de óleo, custo da operação e fatores ecológicos, os quais estão
relacionados com a vulnerabilidade de cada ambiente ao impacto com óleo e ao
próprio processo de limpeza.17
Em muitos casos defende-se que os processos naturais de limpeza devem ser
priorizados, uma vez que a maioria dos métodos causa algum tipo de impacto
25
adicional à comunidade biológica, sendo muitas vezes mais prejudicial que o próprio
óleo.10 e 12
Na ocorrência de um derramamento, a primeira ação deve ser no sentido de
impedi-lo que atinja as margens do estuário. Para isso devem ser utilizados
equipamentos que façam a contenção e retirada do óleo.
A limpeza natural, sem nenhuma intervenção, às vezes é a melhor estratégia
quando a mancha de óleo pode dirigir-se para alto mar e/ou quando a mancha
permanece no mar e não ameaça as margens,13 porém isso dificilmente ocorrerá em
casos de derramamentos no interior do estuário.
O uso de dispersantes químicos e solventes não é indicado pois podem ter
efeitos nocivos adicionais à vida estuarina e marinha. 13
Para os substratos rochosos e outras estruturas artificiais que forem
atingidos pelo óleo não se recomenda a utilização de métodos como o jateamento com
alta ou baixa pressão e jateamento de areia pois são altamente impactantes à
comunidade. Alguns métodos podem ser indicados, como lavagem com água corrente,
recolhimento manual, bombeamento à vácuo, absorventes e limpeza manual, porém
são métodos caros, que consomem tempo, podem danificar a comunidade e
geralmente não se obtém sucesso total, pois é comum que permaneçam resquícios
entre o substrato.13
Assim, para substratos consolidados mais expostos à ação de
ondas a limpeza não se faz necessária pois a dinâmica do ambiente realiza a limpeza
natural. Só se aconselha a remoção do óleo artificialmente em ambientes protegidos
da ação de ondas, quando o volume de óleo acumulado for muito grande.10
A limpeza física pode ajudar, retirando-se a areia contaminada da praia. Deve-
se ter o cuidado de se remover a mínima quantidade de areia necessária para a
limpeza pois, a remoção de uma quantidade excessiva pode gerar sérios problemas,
além de propiciar a erosão da praia, gera uma maior quantidade de resíduos para o
posterior tratamento ou descarte.13
Em praias de areia fina e muito fina este processo é mais fácil, porém em
sedimentos mais grossos (areia média e grossa) este processo é dificultado. Nestes
ambientes o óleo pode penetrar profundamente, fazendo com que sua completa
remoção resulte em outros problemas à praia, que podem durar por muito tempo.
Felizmente, os processos de alta energia removem o óleo da face da praia em um
curto período de tempo, entre semanas a meses. Contudo, é necessária a retirada
(manualmente ou com máquinas) dos sedimentos contaminados na faixa acima da
região de ação de ondas.13
26
As marismas devem ser os primeiros habitats a serem protegidos na
ocorrência de um derramamento no estuário. Porém se uma marisma for severamente
castigada pode ser sugerido que se queime ou corte a mesma, mas isso somente
como último recurso pois traria total destruição ao marisma e a toda comunidade
bentônica da área. Jateamento de baixa pressão também é indicado como um método
de referência, mas exige a presença de um grande número de pessoas e maquinaria
pesada sobre a marisma, trazendo impactos adicionais. Na maioria dos casos,
particularmente onde a ação da maré e/ou o as taxas de crescimento sazonal da
vegetação são altos, os processos naturais podem realizar a limpeza da marisma.13
9 - Conclusões
O banco de dados sedimentológicos do Estuário da Lagoa dos Patos teve sua
estrutura montada e a inserção de alguns dados foi feita. Para seu funcionamento
efetivo faltam apenas questões operacionais.
O estuário caracteriza-se por apresentar normalmente altas concentrações de
sedimentos em suspensão, e estes podem influenciar no comportamento do petróleo
em caso de derramamento no estuário. O SES pode ligar-se ao óleo facilitando sua
remoção da superfície da água, porém poderá acumular certas frações junto a
depósitos de fundo após sua sedimentação.
Os sedimentos superficiais do fundo do estuário mostram-se como possuindo
altos teores de material fino, principalmente nas áreas mais profundas (canais) e nas
regiões protegidas da ação de ondas. Em locais de maior hidrodinâmica os
sedimentos arenosos prevalecem, formando os grandes bancos arenosos.
Com a introdução de hidrocarbonetos no ambiente, existe a tendência de
acúmulo nas áreas de sedimentos mais finos. Neste tipo de substrato os
hidrocarbonetos podem permanecer por muitos anos.
De forma geral as margens do Estuário da Lagoa dos Patos apresentam alta
sensibilidade ambiental a derramamentos de petróleo. Suas grandes faixas de
marismas, suas estruturas artificiais bastante vazadas, sua baixa hidrodinâmica e suas
praias arenosas são bastante sensíveis e de difícil limpeza. Além do mais, suas
características fazem com que se forem atingidas por grande quantidade de petróleo,
sua persistência no ambiente seja alta.
O experimento realizado demonstrou que, apesar de apresentarem baixa
permeabilidade os sedimentos de algumas praias de areia fina e muito fina possuem
trapeadores em potencial ao petróleo, podendo fazer com que este persista por muito
tempo no ambiente. Estes trapeadores são as chamadas bioturbações dos
27
sedimentos, resultado das atividades de organismos cavadores e do crescimento de
vegetação de marismas.
10 - Sugestões para próximos trabalhos
Para um mapeamento mais detalhado das fácies sedimentares recomenda-se
um maior número de amostras ou a utilização de um sonar de varredura lateral.
É importante que se faça um mapeamento mais detalhado das margens do
estuário, enfocando principalmente a sedimentologia, a declividade e a morfodinâmica
das praias.
Na aquisição de dados, recomenda-se cuidado no posicionamento das
amostras e no seu armazenamento, inserindo-os em um banco de dados. Assim eles
serão confiáveis e estarão disponíveis para futuras consultas.
Desenvolver pesquisas que visem criar índices regionais de sensibilidade à
poluição por petróleo, baseando-se nas características ecológicas, resistência e
capacidade de recuperação das comunidades estuarinas locais. Dado a escassez de
informações práticas a respeito, é importante que seja avaliada a sensibilidade dos
diferentes ambientes costeiros, principalmente próximo de onde houver intensas
atividades ligadas ao petróleo.
28
11 - Referências bibliográficas
1 - Baisch, P. 1997. Relatório Técnico Final. Setor de Geoquímica. EIA/RIMA DEPRC,
vol. 2. Geoquímica dos Sedimentos do Estuário da Lagoa dos Patos - Elementos
metálicos e matéria orgânica. 52p., 10 fotos.
2 - Bícego, M.C., 1988. Contribuição ao estudo de hidrocarbonetos biogênicos e do
petróleo no ambiente marinho. Dissertação de Mestrado. Instituto Oceanográfico,
USP. 156p.
3 - Bohem P. D. 1987. Transport and Transformation Regarding Hydrocarbon and
Metal Pollutants in Offshore Sedimentary Environments. In, Long-Term Environmental
Effects of Offshore Oil and Gas Development. Elsevier Applied Science. London and
New York. Chapter 6. pp 233-286.
4 - Calliari, L.J., 1980. Aspectos Sedimentológicos e Ambientais na região estuarial da
Lagoa dos Patos. Tese de Mestrado. Pós-Graduação em Geociências, UFRGS.
5 - Camargo, M.G. 1999. SYSGRAN para Windows: Sistema de análises
granulométricas.
6 - Capítoli, R.R.; Bemvenuti, C.E. & Gianuca, N.M. 1978. Estudos de ecologia
bentônica na região estuarial da Lagoa dos Patos. As comunidades bentônicas.
Atlântica (Rio Grande 3:5-22.
7 - Clark, R.B., Marine Pollution, 3º ed., Clarendon Press, Oxford, 1992.
8 - Davies, J.M. & Topping, G. 1995. O impacto de um derramamento de óleo em
águas turbulentas: O Braer. Rio de Janeiro: FEMAR, 2000 (tradução). 233p.
9 - Ferreira, H.O., 1995. Aporte de Hidrocarbonetos de Petróleo para a Baía de
Guanabara, teste de mestrado, Universidade Federal Fluminense.
10 - Gundlach, E.R. & Hayes, M.O. 1978. Vulnerability of Cosatal Environments to Oil
Spill Impacts. University of South Carolina.
29
11 - Hartmann, C. 1989. Distribuição do material em suspensão e circulação das
águas na desembocadura da Laguna dos Patos, RS, Brasil. Rio Grande, RS. 131p.
12 - ITOPF (The International Tanker Owners Pollution Federation Limited) -
www.itopf.com
13 - Kennish, M.J.. Pratical handbook of estuarine and marine pollution. CRC Press -
Marine Science Series, New York, 1997.
14 - Mackay D. e McAuliffe C. D. 1988. Fate of Hydrocarbon Discharged at Sea. Oil
and Chemical Pollution. Vol. 5. pp 1-20.
15 - Martins, I.L.R., 1963. Contribuição à Sedimentologia da Lagoa dos Patos, 1. Saco
do Rincão e Mendanha. Bolm Esc Geol Univ Fed Rio Grande do Sul (Porto Alegre)
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16 - Martins, I.L.R., 1971. Sedimentologia do canal de Rio Grande. Tese de Mestrado. Instituto de Geociências, UFRGS, Porto Alegre.
17 - Milanelli, J.C.C, 1994. Efeitos do Petróleo e da Limpeza por Jateamento em um
Costão Rochoso da Praia de Barequeçaba, São Sebastião, S.P. Dissertação de
mestrado. Universidade de São Paulo, Instituto Oceanográfico.
18 - Monitoramento ambiental do porto de Rio Grande, Relatório Final, Departamento
de Oceanografia, Departamento de Química, Departamento de Geo-Ciências,
Departamento de Física, Capítulo 5 – Qualidade dos Sedimentos, 2000.
19 - Niencheski, L.F.H. & Baungarten,M.G.Z.1997. Avaliação da qualidade
hidroquímica da área portuária da cidade do Rio Grande. Projeto SUPRG. Sub-projeto
Hidroquímica.
20 - Peppes, F.V., 2000. Caracterização Sedimentológica das Marismas do Estuário da Lagoa dos Patos (RS). Monografia de graduação. 36p..
21 - Pettijohn, F.J., 1976. Rocas Sedimentares. Ed. EUDEBA, Buenos Aires.
22 - Seeliger, U., Odebrecht, C. & Castello, J.P. (Eds.) 1997. Os Ecossistemas
Costeiro e Marinho do Extremo Sul do Brasil. Ed. Ecoscientia.
30
23 - SIVAMAR - Sistema de Vigilância Marítima - www.sivamar.org.br
24 - Suguio, K., 1980. Rochas Sedimentares: propriedades, gênese, importância
econômica. Ed. Edgard Blucher (USP).
25 - Suguio, K., 1973, Introdução à Sedimentologia. Ed. Edgard Blucher (USP).
26 - Weber, R. R. e Bicego, M. C. 1987. Distribuição e origem dos hidrocarbonetos
parafínicos de sedimentos de superfície da costa do Estado de São Paulo entre
Ubatuba e Cananéia. II Simpósio sobre Ecossistemas da costa Sul e Sudeste
Brasileira. vol.2. São Paulo. 307-336.
27 - Wetzel, L.B., 1995, Contaminação por resíduos sólidos e piche: uma perspectiva
da Praia do Cassino, Município de Rio Grande, RS. FURG. Monografia de Graduação.
28 - Yen, T. F. 1977. Chemistry of marine sediments. Ann Arbor Science Publishers. 265p.
29 - Zanardi, E., 1996. Hidrocarbonetos no Canal de são sebastião e na plataforma
interna adjacente - Influência no derrame de maio de 1994. Dissertação de mestrado.
Universidade de São Paulo, Instituto Oceanográfico.
30 – NCR (National Research Council). Oil in the sea: inputs, fates and effects. Washington, DC. National Academy of Sciences. 1985, 601p.
-90 -85 -80 -75 -70 -65 -60 -55 -50 -45 -40
-50
-45
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
RIO GRANDE DO SUL
Anexo 1 - Mapa de localisação do Estuário da Lagoa dos Patos.
360000 370000 380000 390000 400000 410000 420000 430000
644
0000
64
5000
06
4600
00
6470
000
648
000
06
490
000
650
0000
0 5 10 Km
N
Coordenadas UTM
Ilha dos Marinheiros
Ilha da Torotama
Oceano Atlântico
Lagoa dosPatos
São Josédo Norte
Ponta daFeitoria
Pelotas
Ponta dosLençóis
Estuário da Lagoa dos Patos
BRASIL
Anexo 2 - Classificação dos sedimentos segundo Shepard.
Arg
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a
Arg
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reno
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Silt
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Silt
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4200
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Anexo 3 - Distribuição das concentrações de cascalho no sedimento.
3600
0037
0000
3800
0039
0000
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0000
4200
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20%
40%
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40%
60%
80%
Anexo 4 - Distribuição das concentrações de areia no sedimento.
3600
0037
0000
3800
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Superporto
Anexo 5 - Distribuição das concentrações de silte no sedimento.
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40%
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3800
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Superporto
Anexo 6 - Distribuição das concentrações de argila no sedimento.
0%20%
40%
60%
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Superporto
Anexo 7 - Distribuição das concentrações de finos (silte + argila) no sedimento.
0%20%
40%
60%
80%
360
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370
000
380
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Superporto
Anexo 8 - Classificação do sedimento segundo sua média granulométrica.
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Anexo 9 - Classificação dos sedimentos segundo sua mediana.
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Anexo 10 - Classificação dos sedimentos segundo o seu grau de seleção.
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Anexo 11 - Classificação dos sedimentos segundo sua curtose.
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Anexo 12 - Classificação dos sedimentos segundo sua assimetria.
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Anexo 13 - Mapa de classificação dos segmentos do contorno do estuário.
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ençó
is
Marinheiros Island
Rio Grande
Cavalos IslandPólvora
Island
Anexo 14 - Mapa do local do experimento.
Ilha dos Marinheiros
Ilha da Pólvora
Ilha dosCavalos
Anexo 15 - Local do experimento em águas rasas
Esquema do experimento.
Foto do local do experimento em água rasa.
Anexo 16 - Local do experimento em uma praia.
Foto do local do experimento em uma praia.
Esquema do experimento.
Anexo 17 - Fotos de alguns testemunhos abertos.
Anexo 18 - Fotos de alguns testemunhos abertos expostos à luz U.V. (negativo).
Contaminação por petróleo