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Variabilidade morfológica de bancos de sedimentos nos canais de maré de Barra de

Guaratiba (baía de Sepetiba, RJ, Brasil)

Maria da Conceição Caetano Melo Resende1

Breylla Campos Carvalho2

Josefa Varela Guerra2

1

Universidade Federal Fluminense - Instituto de Geociências 24210-346 – Niterói – Rio de Janeiro, Brasil

[email protected]

2 Universidade do Estado do Rio de Janeiro - Faculdade de Oceanografia

20550-900 - Rio de Janeiro - RJ, Brasil [email protected]; [email protected]

Abstract. Studies that aim to improve our understanding of natural processes occurring in coastal environments

are of most importance since a large number of people inhabit these areas and are affected by their continuing

morphological changes. Sepetiba bay, located in the southern Rio de Janeiro coastline, is one of such

environments whose accelerated development has led to increased sedimentation rates. Barra de Guaratiba tidal

channel lies between the eastern tip of Marambaia barrier island and the continent; it allows the communication

between the nearby coastal ocean and Sepetiba bay by means of a few anastomosed channels occupied by islands

that are gradually covered by mangrove forests. The main goal of this work is to evaluate recent morphological

changes through the analysis of orthorectified aerial photographs taken in 1965, 1999, 2004, 2009, 2010, 2011

and 2012. The images were perfomed in ArcGIS 10.2TM

software, using the method of supervised classification

of maximum likelihood (MaxVer). Additionally, pluviometric data recorded by a meteorological station from the

National Meteorological Institute were also analyzed. The highest rainfall values were recorded in 2004, 2009

and 2010, years that correspond to the presence of a greater number of sediment banks in the tidal channels. In

contrast, 2011 and 2012 corresponded to years with lower rainfall values, a factor that may have contributed to

the smaller area covered by the sediment banks. Palavras-chave: supervised classification, coastal geomorphology, Barra de Guaratiba, classificação

supervisionada, geomorfologia costeira, Barra de Guaratiba.

1. Introdução O uso de produtos de sensoriamento remoto na caracterização dos sistemas deposicionais,

possibilita não só a distinção entre eles, mas também o reconhecimento de variações dentro de

um mesmo sistema, como resposta da sua dinâmica de sedimentação e erosão. Além disso,

essa ferramenta torna-se cada vez mais imprescindível para o monitoramento da evolução da

morfologia costeira, por meio da comparação entre séries de imagens temporais (ROSSETI,

2008). Neste sentido, a utilização de fotografias aéreas em estudos de ambientes costeiros tem

sido amplamente empregada (JUNIOR et al., 2001; DIAS et al., 2007; PIÉRRI, 2008;

MARANHÃO et al., 2012), em grande parte devido à sua resolução espectral e espacial, que

permite realizar mapeamentos com maior grau de detalhamento, bem como seu fácil

manuseio em ambientes de Sistema de Informação Geográfica (SIG).

Desta forma, este trabalho tem o objetivo de identificar a variabilidade morfológica dos

bancos de sedimentos nos canais de maré do setor leste da baía de Sepetiba, incluindo o canal

de Barra de Guaratiba, através da análise de fotografias aéreas. Esta área é fortemente

influenciada por processos continentais, devido ao aporte de água e sedimentos transportados

por drenagens que deságuam nesse setor da baía, e marinhos, devido à presença de um canal

de maré (canal de Barra de Guaratiba) que estabelece uma comunicação direta com a

plataforma continental.

Anais XVII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, João Pessoa-PB, Brasil, 25 a 29 de abril de 2015, INPE

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A baía de Sepetiba está localizada no litoral sul da porção sudoeste do estado do Rio de

Janeiro, entre as coordenadas geográficas 44º01’ e 43º36’ W e 23º04’ e 22º54’ S, pertencendo

ao geossistema ambiental denominado bacia da baía de Sepetiba (MOURA et al., 1999), que

engloba três sub-sistemas principais: Serra do Mar e Maciços Costeiros (do Gericinó-

Mendanha e da Pedra Branca), a Baixada de Sepetiba, e a baía propriamente dita, que

funciona como nível de base e, ao mesmo tempo, repositório dos processos naturais e

antrópicos que operam nas bacias de drenagem que para ela afluem (Figura 1).

Figura 1. Localização da área de estudo, canal de Barra de Guaratiba. Projeção Universal

Transversa de Mercator (datum horizontal: WGS 84, zona de referência: 23); fotografia aérea

ortorretificada de 2011 (IPP, 2011).

2. Metodologia de Trabalho Para elaborar os mapas com a delimitação dos bancos de sedimentos nos canais de maré

da área de estudo foram utilizadas fotografias aéreas ortorretificadas dos anos de 1965 (escala

1:40.000), 1999 (escala 1:30.000), 2004 (escala 1:15.000), 2009 (escala 1:10.000), 2010

(escala 1:10.000), 2011 (escala 1:10.000) e 2012 (escala 1:13.500), adquiridas junto ao

Departamento de Recursos Minerais do Estado do Rio de Janeiro e ao Instituto Pereira Passos

(RJ). O pré-processamento das imagens foi realizado por meio dos programas ArcGIS 10.2 TM

e Envi 5.0©

e envolveu as etapas de (a) criação de mosaicos, (b) equalização das imagens e (c)

criação de máscaras para a área do canal de Barra de Guaratiba. Posteriormente, realizou-se a

classificação supervisionada para a delimitação dos bancos de sedimentos, utilizando o

classificador máxima-verossimilhança (MaxVer), que considera a ponderação das distâncias

entre as médias dos valores dos pixels das classes, utilizando-se parâmetros estatísticos

(MENEZES; ALMEIDA, 2012). O pós-processamento contou com a verificação dos

resultados, correção dos dados espúrios e validação em campo. Não foi considerado o

comportamento da maré, já que não há registros precisos do momento de tomada das fotos.

Complementarmente, foram analisados dados pluviométricos da estação metereológica da

Marambaia (Figura 1) disponíveis para os anos de 2004, 2009, 2010, 2011 e 2012, e

gentilmente disponibilizados pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET).

3. Resultados e Discussão


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Na análise das fotografias aéreas tentou-se uma correlação com dados pluviométricos

disponíveis de 1985 a 2006; também foram utilizados dados pluviométricos totais diários para

os anos de 2004, 2009, 2010, 2011 e 2012. Ainda assim foram feitas análises comparativas

das feições geomorfológicas aqui estudadas, como bancos de sedimentos distribuídos ao

longo do canal do Pedrinho, canal do Bacalhau, ilha Nova, ilha do Cavalo, ilha das Baleias,

ilha Suruquaí, como apresentados nos mapas que seguem. A imagem referente ao ano de 1965 (Figura 2) é a mais antiga e apresenta vegetação mais

preservada se comparada às demais imagens da série amostral, também sendo possível

observar o início da ocupação antrópica na área. Verifica-se ainda que nesta época havia a

presença de drenagem com rios e pequenos córregos meandrantes, desembocando de forma

suave para dentro da baía através do canal do Bacalhau, em direção ao canal principal, o canal

de Barra de Guaratiba. Destaca-se a distribuição dos bancos de sedimentos ao norte da ilha

Nova em direção ao manguezal adjacente ao rio Piracão, ao longo do canal do Pedrinho, no

canal do Pau Torto, nas proximidades das ilhas Baleias e nas proximidades do canal de

Guaratiba, onde se observa um delta de maré enchente.

Figura 2. Bancos de sedimentos referentes ao ano de 1965.

A imagem referente ao ano de 1999 (Figura 3), foi tomada no período entre maio e julho

(outono/inverno), período em que foi registrada precipitação acumulada de cerca de 3972,8

mm (Figura 5) (ALMEIDA, 2010). Quanto à análise da imagem, observam-se alterações

consideráveis, como desmatamentos e retificação de canais de drenagem, intensificação dos

processos de ocupação antrópica nas regiões adjacentes aos canais e área de mangues. Estas

alterações são consequência do desenvolvimento urbano desta área, principalmente com a

implantação do Pólo Petroquímico de Itaguaí. Devido à retificação do rio São Francisco e do

canal da Guarda, localizados na porção leste da baía de Sepetiba, na década de 1970, houve o

aumento da carga sedimentar disponibilizada por estes rios à baía (BORGES, 1990). Como

consequência, observa-se um aumento da área ocupada por bancos de sedimentos nas

desembocaduras dos rios e canais de drenagem, distribuindo-se em direção à ilha Nova e

norte da ilha do Bom Jardim, bem como ao longo do canal do Bacalhau e canal de Guaratiba.

Na Figura 4 é apresentada a imagem referente ao ano de 2004, em vôo executado no

período de junho e julho (outono/inverno). Neste ano foi registrado o valor de 1078,0 mm de

precipitação total (Figura 5), substancialmente inferior ao de anos anteriores, podendo

explicar o fato do grande acúmulo de bancos de sedimentos ao norte das ilhas Bom Jardim,


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Nova, Cavalo, Baleias e Suruquaí, além da área ao longo do canal do Bacalhau e no canal

principal de Guaratiba (Figura 4).

Figura 3. Bancos de sedimentos referentes ao ano de 1999 (fotografias tomadas entre maio a

julho – outono/inverno).

Figura 4. Bancos de sedimentos referentes ao ano de 2004 (fotografias tomadas entre junho e

julho – outono/inverno).

Na Figura 6 observa-se a distribuição dos bancos de sedimentos nos canais do Pedrinho,

entre as ilhas do Bom Jardim e ilha do Cavalo, ilha Suruquaí e ao longo do canal do Bacalhau

para o ano de 2009. Neste período o total pluviométrico registrado foi de 753,8 mm sendo

concentrado nos meses de outubro, novembro e dezembro (total de 532,8 mm) (Figura 5).


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Figura 5. Precipitação total (em mm) registrada na estação Marambaia/INMET/RJ para os

anos de 2004, 2009, 2010, 2011 e 2012.

Figura 6. Bancos de sedimentos referentes ao ano de 2009 (fotografias tomadas entre

setembro e dezembro – primavera/verão).

Na imagem do ano de 2010 (Figura 7), com vôo executado entre setembro e dezembro

(primavera/verão), observa-se maior acúmulo de sedimentos ao norte das ilhas do Bom

Jardim e ilha Nova, canal do Bacalhau e canal de Guaratiba. O mapa de 2010 é o mostra um

maior acúmulo de sedimentos, se comparado aos anos anteriores, fato que pode estar

relacionado aos processos de assoreamento registrado pelo SEMADS (2001) na bacia

hidrográfica que drena a baía de Sepetiba, em função da intensificação da ocupação antrópica,

principalmente no que tange ao aumento das instalações industriais na região. Neste ano,

observa-se que as chuvas foram bem distribuídas ao longo do ano, com total de 1684,2 mm,

em que cerca de 470 mm concentraram-se nos meses de setembro a dezembro (Figura 5). A Figura 8 corresponde à imagem de 2011 (vôo executado em outubro) e mostra grande

concentração de material em suspensão ao longo do canal do Bacalhau. Os bancos de

sedimentos apresentam-se mais reduzidos, mas ainda ocupam algumas áreas preferenciais,

como desembocaduras dos rios e canais como o Pedrinho e o de Guaratiba. Em 2011, o total

pluviométrico foi de 1108,6 mm, apresentando 148,2 mm no mês de outubro (Figura 5), ou


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seja, baixo índice pluviométrico, o que provavelmente influenciou na redução da área

ocupada pelos bancos de sedimentos neste período.

Figura 7. Bancos de sedimentos referentes ao ano de 2010 (fotografias tomadas entre

setembro e dezembro – primavera/verão).

Figura 8. Bancos de sedimentos referentes ao ano de 2011 (fotografias tomadas em outubro -

primavera).

A imagem referente ao ano de 2012 (Figura 9) foi adquirida em agosto (inverno), época

caracteristicamente com déficit hídrico se comparado aos meses de verão. Observa-se uma

redução considerável da área ocupada pelos bancos de sedimentos se comparados com os

outros mapas, principalmente aqueles referentes a 2010 e 2011. O ano de 2012 foi um ano de

baixo índice pluviométrico, com um índice de cerca de 931,40 mm, sendo que no mês de

agosto foram registrados apenas 13,0 mm de chuvas para a região (Figura 5).


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Figura 9. Mapa dos Bancos de Sedimentos referentes ao ano de 2012.

Alguns problemas foram detectados ao longo da aplicação da classificação

supervisionada às fotografias aéreas, devido ao fato de nem todas terem a mesma qualidade.

Por esta razão, não foi possível equalizá-las de modo a ficarem homogêneas, o que prejudicou

a classificação. Por exemplo, na fotografia aérea de 2011, o classificador utilizado (MaxVer)

confunde o que seria um banco de sedimentos com água com elevada concentração de

material particulado em suspensão. Outro ponto a ser levado em consideração diz respeito ao

fato de a hora de tomada das fotografias ser desconhecida. Desta forma, não se conhece a fase

da maré no momento da aquisição das fotografias. Em relação aos dados pluviométricos, não

há amostragem para todos os anos explorados neste trabalho, como é o caso das imagens

anteriores a 2004, que podem ter sido obtidas sob distintas condições ambientais.

4. Conclusões Nos recobrimentos aéreos compreendidos entre 1965 e 2012, observamos mudanças

consideráveis na distribuição dos bancos de sedimentos. Na fotografia aérea de 1965 os

bancos de sedimentos distribuem-se principalmente ao norte da ilha Nova, ao longo do canal

do Pedrinho, no canal do Pau Torto, nas proximidades das ilhas Baleias e do canal de

Guaratiba, onde observa-se um delta de maré enchente. Em 1999 há uma concentração de

bancos de sedimentos nas desembocaduras dos rios e canais de drenagem, distribuindo-se em

direção à ilha Nova e norte da ilha do Bom Jardim, bem como ao longo do canal do Bacalhau

e canal de Guaratiba. Em 2004 observa-se uma considerável redução de bancos, que se

concentram ao norte da ilha Bom Jardim. O ano de 2009 registrou uma menor concentração

dos bancos de sedimentos nas áreas próximas às ilhas Nova e do Cavalo, reaparecendo ao sul

da ilha do Cavalo em direção ao canal do Pau Torto. Em 2010 observa-se uma maior

concentração de bancos, principalmente na porção mais a norte das ilhas Nova/Bom Jardim e

lha do Cavalo. Registra-se também forte ocupação humana no morro de Guaratiba. O

recobrimento aéreo de 2011 apresenta uma considerável redução dos bancos, os quais se

distribuem nas desembocaduras dos rios e canais como o Pedrinho e o canal de Guaratiba. O

ano de 2012 também registra uma redução na distribuição dos bancos de sedimentos. Considerando-se os totais pluviométricos para os anos analisados observa-se que os anos

de 2004, 2009 e 2010 registraram os maiores índices pluviométricos na região em estudo, o


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que pode estar diretamente relacionado ao maior acúmulo e aumento da área ocupada por

bancos de sedimentos no setor leste da baía de Sepetiba.

Agradecimentos Agradecemos ao engenheiro Marco Zambeli, ao geógrafo Gustavo Lopes, à arquiteta

Margareth das Graças Falcão Ramos do Instituto Pereira Passos IPP/RJ pelo fornecimento das

ortofotos de 1999, 2004,1009, 1010, 2012, ao geógrafo José Luiz Macedo Farias do Arquivo

Nacional/RJ por suas sugestões e aquisição de fotos históricas, à Gabriela Vianna do

Departamento de Recursos Minerais do Estado do Rio de Janeiro DRM/RJ e à Norma

Patrocínio SEOMA/INMET – Instituto Nacional de Meteorologia/RJ.

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em Guaratiba (Rio de Janeiro, RJ) de 1985 até 2006 e sua relação com as variações

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