Post on 31-Oct-2015
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA - UFSC CENTRO TECNOLGICO - CTC
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL - ECV
ANA PAULA SUELI NICOLAU
STEPHANIE THIESEN
ANLISE HIDRODINMICA E DE PADRES DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS
E PROPOSTAS PARA A RECUPERAO DA PRAIA DA ARMAO
DO PNTANO DO SUL FLORIANPOLIS/SC
FLORIANPOLIS/SC
2011
Ana Paula Sueli Nicolau Stephanie Thiesen
ANLISE HIDRODINMICA E DE PADRES DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS
E PROPOSTAS PARA A RECUPERAO DA PRAIA DA ARMAO DO PNTANO DO SUL FLORIANPOLIS/SC
Trabalho de Concluso de Curso apresentado disciplina ECV 5513 do Curso de Graduao em Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina como requisito obteno do ttulo de Engenheiro Civil.
Orientador: Profo Marcos Aurlio Marques Noronha, Dr.
FLORIANPOLIS/SC 2011
ANA PAULA SUELI NICOLAU STEPHANIE THIESEN
ANLISE HIDRODINMICA E DE PADRES DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS
E PROPOSTAS PARA A RECUPERAO DA PRAIA DA ARMAO DO PNTANO DO SUL FLORIANPOLIS/SC
Trabalho de Concluso de Curso apresentado disciplina ECV 5513 do Curso de Graduao em Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina como requisito obteno do ttulo de Engenheiro Civil.
Florianpolis (SC), junho de 2011.
______________________________________________
Prof.o Eng.o Civil Marcos Aurlio Marques Noronha, Dr.
Professor Orientador
_____________________________________________
Oceangrafo Rafael Bonanata, M.Sc.
Membro da banca examinadora
_____________________________________________
Eng. Civil Rinaldo Manoel da Silveira
Membro da banca examinadora
______________________________________________
Oceangrafo Rodrigo Barletta, Dr.
Membro da banca examinadora
AGRADECIMENTOS
Aos meus pais, Luiz Carlos e Sueli, pelo apoio no somente nesta, mas em toda
minha caminhada
Aos meus queridos irmos, Josiani e Luiz Henrique, por compartilharem sempre
comigo as minhas conquistas
Ao meu namorado Carlo, por toda compreenso, pacincia e incentivo
minha parceira, deste e de muitos outros desafios enfrentados durante a vida
acadmica, pela competncia, garra, companheirismo e amizade
E a todos aqueles que estiveram ao meu lado, me incentivando, dando foras e
acreditando em meu potencial. Ana Paula Nicolau
Vida
famlia (Mami, Papi, Opa, V Juca, Allan, Natlia)
Ao Brian
Ao PET
Aos amigos
parceira de todos os momentos Ana Paula, pela conduta, desempenho, pacincia. Stephanie Thiesen
Ao Professor e orientador Marcos Aurlio Marques Noronha, pela compreenso e
apoio essenciais para a realizao deste trabalho
Ao Luiz Antnio Costa, pela colaborao solcita para realizao desse desafio
E em especial aos novos amigos Rodrigo Barletta e Rafael Bonanata, pela presteza
e apoio incondicional. Profissionais de excelncia sempre dispostos a compartilhar
suas experincias.
Ana Paula Nicolau e Stephanie Thiesen
A mente que se abre a uma nova idia jamais volta ao seu tamanho original.
Albert Einstein
i
RESUMO
Tomando-se conhecimento do severo fenmeno de eroso sofrido pela praia da
Armao do Pntano do Sul, localizada em Florianpolis/SC, durante os meses de
abril e maio de 2010, o presente trabalho teve por objetivo principal entender e
avaliar os processos hidrodinmicos e de padres de transporte de sedimentos
atuantes na regio.
Este estudo de caso considerou em suas anlises a altura significativa de onda,
correntes geradas pelas ondas e o transporte potencial de sedimentos, tanto para a
situao em que a Praia encontra-se atualmente, quanto para implementao de
diferentes tipos de obras rgidas que visem sua recuperao. Para isso,
primeiramente buscou-se compreender o equilbrio em planta da Praia, atravs do
modelo parablico de Hsu, e posteriormente, por meio de modelagens numricas,
traar um modelo conceitual bsico de comportamento da regio.
A influncia de diferentes estruturas rgidas (quebra-mar e espigo) em
posicionamentos diversos possibilitou um conhecimento evolutivo das respostas
hidrodinmicas e de padres de transporte de sedimentos para a rea estudada.
A partir de tal anlise, foi possvel verificar bons resultados na implementao de
estruturas rgidas como campo de quebra-mares e espigo combinados com aterro
hidrulico no flanco curvo da Praia.
Assim, apesar das propostas apresentarem-se em carter conceitual, o trabalho
mostra-se efetivo quando utilizado como ferramenta auxiliar na tomada de deciso.
Palavras-chave: Praia da Armao do Pntano do Sul, Eroso Costeira, Modelo
de funcionamento Hidrodinmico, Interveno.
ii
LISTA DE ILUSTRAES
Figura 1: Localizao da Ilha de Santa Catarina - Florianpolis ................................. 4
Figura 2: Localizao e extenso da Praia da Armao ............................................. 4
Figura 3: Configurao da Praia da Armao ............................................................. 5
Figura 4: Consequncia dos fenmenos meteorolgicos na Praia da Armao ......... 6
Figura 5: Trecho da praia com eroso acentuada ....................................................... 7
Figura 6: Execuo da obra emergencial na Praia da Armao Dique de
Enrocamento ................................................................................................ 8
Figura 7: Acompanhamento realizado aps a execuo da obra emergencial ........... 8
Figura 8: Direo Predominante dos Ventos ............................................................... 9
Figura 9: Ondgrafo, fundeio e localizao ............................................................... 11
Figura 10: Variao Longitudinal da Morfodinmica da Praia da Armao ............... 14
Figura 11: Vulnerabilidade eroso costeira na Praia da Armao (a) I.V. Anual;
(b) I.V. - Decadal. 1- Altura de onda na quebra; 2- Inclinao de face
litornea; 3- Altimetria mdia da orla; 4- Velocidade residual de corrente
longitudinal; 5- Tamanho mdio de gro da face praial; 6- Declividade
mdia da face praial; 7- Largura mdia de ps praia; 8- Balano Potencial
de Sedimentos .......................................................................................... 17
Figura 12: Variaes temporais na linha de costa na praia da Armao (1938-
2002) ........................................................................................................ 19
Figura 13: Compartimentos de uma praia de enseada ............................................. 22
Figura 14: Definio dos pontos de controle ............................................................. 23
Figura 15: Carta Nutica 1904 .................................................................................. 25
Figura 16: Digitalizao da batimetria, Carta Nutica 1904 Software SMS ............ 26
Figura 17: Espectros - Ondulao de Sudeste .......................................................... 28
Figura 18: Espectros - Vaga de Leste ....................................................................... 29
Figura 19: Espectros - Vaga de Nordeste ................................................................. 30
Figura 20: Lanamento das malhas para ondulaes de: a) Sudeste b) Leste c)
Nordeste ................................................................................................... 32
Figura 21: Definio da direo das ondas dominantes ............................................ 33
Figura 22: Etapas da elaborao do MP. a) Entrada de dados linha de costa e
batimetria b) Lanamento e ajuste do MP c) Praia de Equilbrio ............. 34
iii
Figura 23: Dimenses da linha de costa analisada ................................................... 35
Figura 24: Variao da largura da parte emersa da Praia Zona Ativa .................... 35
Figura 25: Ondulao de Sudeste a) Diagrama das cristas e cavas. b) Altura de
onda significativa. ..................................................................................... 37
Figura 26: Ondulao de Sudeste a) Correntes geradas pela onda. b) Transporte
de sedimentos. ......................................................................................... 38
Figura 27: Ondulao de Leste a) Diagrama das cristas e cavas. b) Altura de onda
significativa. .............................................................................................. 39
Figura 28: Ondulao de Leste a) Corrente gerada pela onda. b) Transporte de
sedimentos. .............................................................................................. 40
Figura 29: Ondulao de Nordeste a) Diagrama das cristas e cavas. b) Altura de
onda significativa. ..................................................................................... 41
Figura 30: Ondulao de Nordeste a) Corrente gerada pela onda. b) Transporte de
sedimentos. .............................................................................................. 42
Figura 31: Caractersticas Morfodinmicas da Praia da Armao. ............................ 44
Figura 32: Hiptese de antigas fontes de sedimentos. .............................................. 45
Figura 33: Proposta 1 Anlise em planta da linha de costa pelo Modelo Parablico.
............................................................................................................................ 47
Figura 34: Proposta 1, ondulao de Sudeste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 48
Figura 35: Proposta 1, ondulao de Sudeste a) Correntes geradas pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 49
Figura 36: Proposta 1, ondulao de Leste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 50
Figura 37: Proposta 1, ondulao de Leste a) Corrente gerada pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 51
Figura 38: Proposta 1, ondulao de Nordeste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 52
Figura 39: Proposta 1, ondulao de Nordeste a) Corrente gerada pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 53
Figura 40: Proposta 2 Indicao da regio de engordamento por meio do Modelo
Parablico................................................................................................. 55
iv
Figura 41: Proposta 2, ondulao de Sudeste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 56
Figura 42: Proposta 2, ondulao de Sudeste a) Correntes geradas pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 57
Figura 43: Proposta 2, ondulao de Leste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 58
Figura 44: Proposta 2, ondulao de Leste a) Corrente gerada pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 59
Figura 45: Proposta 2, ondulao de Nordeste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 60
Figura 46: Proposta 2, ondulao de Nordeste a) Corrente gerada pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 61
Figura 47: Proposta 3 Lanamento dos espiges e do aterro hidrulico. ............... 63
Figura 48: Proposta 3, ondulao de Sudeste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 64
Figura 49: Proposta 3, ondulao de Sudeste a) Correntes geradas pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 65
Figura 50: Proposta 3, ondulao de Leste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 66
Figura 51: Proposta 3, ondulao de Leste a) Corrente gerada pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 67
Figura 52: Proposta 3, ondulao de Nordeste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 68
Figura 53: Proposta 3, ondulao de Nordeste a) Corrente gerada pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 69
Figura 54: Proposta 4 Lanamento da estrutura. a) Disposio dos quebra-mares
para formao de salincias por meio do modelo parablico de Hsu. b)
Arranjo final das estruturas. ...................................................................... 71
Figura 55: Proposta 4, ondulao de Sudeste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 72
Figura 56: Proposta 4, ondulao de Sudeste a) Correntes geradas pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 73
v
Figura 57: Proposta 4, ondulao de Leste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 74
Figura 58: Proposta 4, ondulao de Leste a) Corrente gerada pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 75
Figura 59: Proposta 4, ondulao de Nordeste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 76
Figura 60: Proposta 4, ondulao de Nordeste a) Corrente gerada pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 77
Figura 61: Proposta 5 Lanamento da estrutura. a) Disposio dos quebra-mares
para formao de salincias pelo modelo parablico de Hsu. b) Arranjo
final das estruturas. .................................................................................. 80
Figura 62: Proposta 5, ondulao de Sudeste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 81
Figura 63: Proposta 5, ondulao de Sudeste a) Correntes geradas pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 82
Figura 64: Proposta 5, ondulao de Leste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 83
Figura 65: Proposta 5, ondulao de Leste a) Corrente gerada pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 84
Figura 66: Proposta 5, ondulao de Nordeste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 85
Figura 67: Proposta 5, ondulao de Nordeste a) Corrente gerada pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 86
Figura 68: Proposta 6 Lanamento da estrutura. a) Disposio dos quebra-mares
para formao de salincias por meio do modelo parablico de Hsu. b)
Arranjo final das estruturas. ...................................................................... 88
Figura 69: Proposta 6, ondulao de Sudeste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 89
Figura 70: Proposta 6, ondulao de Sudeste a) Correntes geradas pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 90
Figura 71: Proposta 6, ondulao de Leste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 91
vi
Figura 72: Proposta 6, ondulao de Leste a) Corrente gerada pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 92
Figura 73: Proposta 6, ondulao de Nordeste a) Diagrama das cristas e cavas. b)
Altura de onda significativa. ...................................................................... 93
Figura 74: Proposta 6, ondulao de Nordeste a) Corrente gerada pela onda. b)
Transporte de sedimentos. ....................................................................... 94
Figura 75: Implantao das estruturas rgidas e ocupao litornea ........................ 95
Figura 76: Cenrio Futuro Proposta 6, ondulao de Sudeste a) Diagrama das
cristas e cavas. b) Altura de onda significativa. ........................................ 96
Figura 77: Cenrio Futuro Proposta 6, ondulao de Sudeste a) Correntes geradas
pela onda. b) Transporte de sedimentos. ................................................. 97
Figura 78: Cenrio Futuro Proposta 6, ondulao de Leste a) Diagrama das cristas
e cavas. b) Altura de onda significativa. ................................................... 98
Figura 79: Cenrio Futuro Proposta 6, ondulao de Leste a) Corrente gerada pela
onda. b) Transporte de sedimentos. ......................................................... 99
Figura 80: Cenrio Futuro Proposta 6, ondulao de Nordeste a) Diagrama das
cristas e cavas. b) Altura de onda significativa. ...................................... 100
Figura 81: Cenrio Futuro Proposta 6, ondulao de Nordeste a) Corrente gerada
pela onda. b) Transporte de sedimentos. ............................................... 101
vii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Padres de ondas para o litoral de Santa Catarina ................................... 12
Tabela 2: Ocorrncia simultnea dos sistemas ......................................................... 13
Tabela 3: Caractersticas das Praias do Sul de Florianpolis ................................... 13
Tabela 4: Dados granulomtricos da Praia da Armao do Pntano do Sul ............. 14
Tabela 5: Fatores relacionados eroso costeira ..................................................... 15
Tabela 6: Regras para tornar as variveis como indicadores de eroso ................... 16
Tabela 7: Dados gerais de variao da linha de costa expressos em taxas anuais e
variao longitudinal ao longo dos perfis, por praias e de forma geral ..... 19
Tabela 8: Padres de ondas utilizados na modelagem ............................................. 27
SUMRIO
RESUMO ........................................................................................................................ i
LISTA DE ILUSTRAES .................................................................................................. ii
LISTA DE TABELAS ...................................................................................................... vii
SUMRIO ...................................................................................................................... 8
INTRODUO ................................................................................................................. 1
OBJETIVOS ...................................................................................................................................... 2
Geral .......................................................................................................................... 2
Especficos ................................................................................................................ 2
JUSTIFICATIVA ............................................................................................................... 3
1. REA DE ESTUDO ...................................................................................................... 4
1.1. Eroso da Praia .................................................................................................. 5
1.2. Caracterizao da rea de estudo ................................................................... 8
1.2.1. Clima e Meteorologia ........................................................................................ 9
1.2.2. Ventos............................................................................................................... 9
1.2.3. Mars .............................................................................................................. 10
1.2.4. Regime de Ondas ........................................................................................... 10
1.2.5. Caractersticas Morfodinmicas ...................................................................... 13
1.2.6. Estudo de Vulnerabilidade .............................................................................. 14
2. METODOLOGIA ........................................................................................................ 20
2.1. Modelo Emprico Parbola de Hsu .............................................................. 20
2.2. Modelo Numrico ............................................................................................. 24
2.2.1. Pr-Processamento da batimetria .................................................................. 24
2.2.2. Definio dos casos de ondas para as simulaes numricas ....................... 27
2.3. Malha ................................................................................................................ 31
3. RESULTADOS .......................................................................................................... 33
3.1. Modelo Emprico Caracterizao da Praia ..................................................... 33
3.2. Modelagem Numrica Situao Atual ............................................................ 36
3.3. Definio do Modelo Conceitual ....................................................................... 44
3.4. Resultados das Simulaes das Propostas de Interveno ............................. 45
3.4.1. Proposta 1 Espigo na Ilha das Campanhas ............................................... 47
3.4.2. Proposta 2 Espigo na Ilha das Campanhas Combinado com Aterro
Hidrulico .................................................................................................................. 55
3.4.3. Proposta 3 Espigo na Ilha das Campanhas Combinado com Aterro
Hidrulico e Miniespigo na Praia ............................................................................. 63
3.4.4. Proposta 4 - Espigo na Ilha das Campanhas Combinado com Aterro
Hidrulico e Campo de Trs Quebra-Mares .............................................................. 71
3.4.5. Proposta 5 - Espigo na Ilha das Campanhas Combinado com Aterro
Hidrulico e Campo de Cinco Quebra-Mares ............................................................ 79
3.4.6. Proposta 6 - Espigo na Ilha das Campanhas Combinado com Aterro
Hidrulico e Campo de Quatro Quebra-Mares .......................................................... 88
3.4.7. Discusso de Resultados ............................................................................. 103
CONCLUSO ............................................................................................................. 106
REFERNCIAS ........................................................................................................... 107
ANEXOS
ANEXO I REFERENCIAL TERICO
I. REFERENCIAL TERICO ......................................................................................... 114
I.A. Ondas ............................................................................................................. 114
I.A.a. Origem das ondas......................................................................................... 116
I.A.b. Conformao das ondas rasas, intermedirias e profundas ......................... 117
I.A.c. Classificao das ondas ............................................................................... 120
I.A.c.1.Capilar .......................................................................................................... 120
I.A.c.2.Vagas(Sea) .................................................................................................. 120
I.A.c.3.Ondulaes (Swell) ...................................................................................... 120
I.A.c.4.Seiche (Clapotis) .......................................................................................... 121
I.A.c.5.Tsunami ....................................................................................................... 122
I.A.c.6 Mars ............................................................................................................ 122
I.A.c.7.Evoluo do espectro de ondas ................................................................... 122
I.B. Efeitos da Propagao de Ondas de guas Profundas para Rasas ........ 124
I.B.a. Refrao ....................................................................................................... 124
I.B.b. Empolamento ................................................................................................ 125
I.B.c. Difrao ........................................................................................................ 126
I.B.d. Arrebentao ................................................................................................ 127
I.B.d.1.Arrebentao Progressiva ou Derramante (Spilling) .................................... 128
I.B.d.2.Arrebentao Mergulhante (Plunging) ......................................................... 129
I.B.d.3.Arrebentao Colapsante (Collapsing) ........................................................ 130
I.B.d.4 Arrebentao Oscilante (Surging) ................................................................. 130
I.B.e. Reflexo ........................................................................................................ 131
I.C. Processos Litorneos................................................................................... 131
I.C.a. Correntes induzidas pelas ondas e Transporte de sedimentos .................... 132
I.D. Praias Arenosas ............................................................................................ 133
I.E. Eroso e Deposio Praial ........................................................................... 134
I.F. Morfodinmica .............................................................................................. 135
I.F.a. Praias Dissipativas........................................................................................ 136
I.F.b. Praias Reflectivas ......................................................................................... 137
I.F.c. Praias Intermedirias .................................................................................... 137
I.G. Obras de Defesa dos Litorais ...................................................................... 138
I.G.a. Obras longitudinais ....................................................................................... 139
I.G.b. Espiges ....................................................................................................... 140
I.G.c. Quebra-mares destacados da costa ............................................................. 141
I.G.d. Alimentao artificial de praias ..................................................................... 142
I.G.e. Dragagem ..................................................................................................... 143
ANEXO II MATRIZ DE COMPARAO DOS RESULTADOS
01/03 Ondulao de Leste
02/03 Ondulao de Nordeste
03/03 Ondulao de Sudeste
ANEXO III MATRIZ DIFERENAS DOS RESULTADOS
01/03 Ondulao de Leste
02/03 Ondulao de Nordeste
03/03 Ondulao de Sudeste
1
INTRODUO
As praias constituem um sistema dinmico de interao entre ventos, gua e
areia, resultando em processos hidrodinmicos, erosivos e deposicionais complexos
(BROWN e MCLACHLAN, 1990). Charlier e Meyer (1998) evidenciam que os
processos erosivos podem ser fruto da interferncia antrpica. Em Santa Catarina,
aproximadamente 68% (sessenta e oito) da populao encontra-se na zona costeira
(POLLETE et al., 1995). A ocupao em reas imprprias, estimulada pelo
desenvolvimento de atividades como turismo, transporte, pesca e indstria, tem
desencadeado e at acelerado processos erosivos ao longo da costa (WISNER et
al., 2004).
Assim, a construo geomorfolgica das linhas de costa funo de um
conjunto de processos dinmicos de eroso e deposio de sedimentos
condicionados, diretamente, pelo nvel energtico dissipado por meio das ondas nas
zonas costeiras e pela prpria morfologia e ocupao da costa. Micallef e Williams
(2002) destacam a importncia do estudo da dinmica da zona costeira, j que essa
regio configura-se como altamente vulnervel s modificaes antrpicas e/ou
naturais devido interao com diferentes agentes de processos marinhos,
continentais e atmosfricos.
Tendo em vista esta complexidade de interaes, o presente trabalho tem como
objetivo principal conhecer e avaliar o regime hidrodinmico e os padres de
transporte de sedimentos atuantes na praia da Armao do Pntano do Sul, em
Florianpolis/SC. Esse estudo ser fundamentado na dinmica costeira da regio
por meio da anlise da altura significativa de onda, correntes e transporte de
sedimentos tanto para situao atual da Praia quanto para a proposio de
alternativas de engenharia que visam a recuperao e manuteno da faixa de praia
emersa.
2
OBJETIVOS
Geral
O presente trabalho tem por objetivo realizar um estudo acerca dos fenmenos
de eroso presentes na praia da Armao do Pntano do Sul por meio de uma
investigao dos processos hidrodinmicos ocorrentes na regio. A partir deste
sero avaliadas sugestes de interveno para a recuperao da praia.
Especficos
Diagnosticar a eroso costeira da Praia da Armao com base em uma teoria
reconhecida para este fim;
Entender o funcionamento hidrodinmico da Praia e a partir deste propor um
modelo conceitual de comportamento para a praia;
Entender especificamente o funcionamento da Praia do ponto de vista de
transporte sedimentar;
Propor alternativas para recuperao da praia baseadas no modelo conceitual
apresentado e avaliar criteriosamente seus impactos.
3
JUSTIFICATIVA
Um dos principais problemas da zona costeira em todo o mundo a eroso. No
Brasil, pas com extenso litoral, os estudos sobre eroso costeira so relativamente
recentes, ganhando grande expresso a partir da dcada de 1990 (SOUZA et al.,
2005).
No Pas h centenas de praias onde o processo bastante severo, requerendo
medidas de recuperao ou conteno. Contudo, os instrumentos legais ambientais
que tratam especificadamente das praias so escassos no Brasil, o que favorece
muito o uso irregular e inadequado desses ambientes.
As praias localizadas em reas urbanas so as mais prejudicadas com a eroso
costeira, j que a ocupao da interface entre o continente e o oceano favorece esse
processo.
No estado Santa Catarina, onde mais da metade da populao encontra-se na
zona costeira, a eroso vem causando srios prejuzos materiais. Na praia da
Armao do Pntano do Sul, localizada na capital do estado, em 50 anos a praia
perdeu 40 metros de sua extenso, com grande aproximao do mar s construes
(SIM E HORN, 2004).
Durante os meses de abril e maio de 2010 a praia da Armao do Pntano do
Sul sofreu um fenmeno de intensa, rpida e progressiva eroso costeira, causando
danos na rea urbana e colocando em risco a segurana de seus moradores. Como
consequncia deste evento teve-se a fragilizao de encostas, movimentao de
massas de terra e destruio de residncias.
Em vista do problema ocorrente na praia da Armao, o presente trabalho tem a
finalidade de gerar subsdios para a recuperao da praia, corroborando as tomadas
de deciso em relao ao planejamento e gerenciamento costeiro desta regio,
tornando plenamente justificvel e louvvel do ponto de vista acadmico e social a
realizao do mesmo.
4
1 REA DE ESTUDO
A Praia da Armao do Pntano do Sul, situada entre as coordenadas
geogrficas 274502S/483003W e 274324S/483015W, est localizada na
regio Sudeste da Ilha de Santa Catarina Florianpolis (Figura 1). Situada a 25
quilmetros do centro de Florianpolis, a praia possui uma extenso aproximada de
3.500 metros, orientada no sentido N-S, vide Figura 2 (MAZZER, 2007).
Santa Catarina
Figura 1: Localizao da Ilha de Santa Catarina - Florianpolis
Fonte: RUDORFF e BONETTI, 2010 - adaptado
Figura 2: Localizao e extenso da Praia da Armao
Fonte: GOOGLE EARTH, 2011 Adaptado
Lagoa do Peri
Lagoa do Peri
Pnt
ano
do S
ul
Cen
tro
SC -
406
3.50
0 m
Praia da Armao
5
A praia da Armao limitada na poro Norte pelo promontrio rochoso do
Morro das Pedras e na poro sul pelo tmbolo formado entre a praia e a Ilha das
Campanhas e pelo Rio Quinca Antnio (sangradouro da Lagoa do Peri), formando
uma enseada em espiral. Destaca-se ao sul da regio a Lagoa do Peri, a qual
representa expressivo manancial de gua doce. Por meio da Figura 3 pode-se
visualizar a configurao da praia mencionada anteriormente.
Figura 3: Configurao da Praia da Armao Fonte: GOOGLE EARTH, 2011 Adaptado
1.1. Eroso da Praia
As praias arenosas apresentam uma dinmica prpria em virtude da mobilidade
dos sedimentos, transportados pelos efeitos constantes das ondas, correntes
litorneas, mars e ventos (SIM e HORN, 2004). Estas praias esto sujeitas
ao erosiva durante eventos de alta energia e a deposies durante perodos de
menor energia (KOMAR, 1983). Portanto, os eventos de alta energia (tempestades
tropicais e extratropicais) atravs da ao conjunta de ondas de tempestade,
correntes longitudinais e de retorno faz com que a grande totalidade das praias
apresentem alguma suscetibilidade eroso (SIM e HORN, 2004).
Alm da contribuio dos eventos meteorolgicos e oceanogrficos, os processos
erosivos tambm podem ser fruto da interferncia antrpica. O grande
desenvolvimento e crescimento demogrfico, a ocupao em reas inadequadas,
estimulada pelo desenvolvimento de atividades como turismo, transporte, pesca e
indstria, tem desencadeado e/ou acelerado processos erosivos ao longo da costa
(WISNER et al., 2004).
Praia da Armao
Lagoa do Peri
Ilha Ponta das Campanhas
Pntano do Sul
Rio Quinca Antnio
Morro das Pedras
6
Durante os meses de abril e maio de 2010 a praia da Armao do Pntano do Sul
sofreu um fenmeno de intensa, rpida e progressiva eroso costeira, causando
danos na rea urbana e colocando em risco a segurana de seus moradores.
O acelerado processo de eroso ocorreu devido aos eventos constantes e
recorrentes de ressaca, ocasionados pela atuao em Santa Catarina de ciclones
extratropicais que se formaram entre o Uruguai e o sul do Pas nos meses de abril e
maio de 2010, os quais ocasionaram chuvas e ventos intensos, deixando o mar
agitado com ondas de at quatro metros de altura. Segundo o Centro de
Informaes de Recursos Ambientais e de Hidrometeorologia de Santa Catarina
(Ciram), somente entre estes dois meses foram verificadas a atuao de cinco
ciclones extratropicais na costa catarinense.
Como consequncia destes eventos teve-se a fragilizao de encostas,
movimentao de massas de terra e destruio de residncias (Figura 4). Consta
nos registros da Defesa Civil municipal um levantamento de 21 residncias
ameaadas, 5 parcialmente destrudas e 5 integralmente destrudas, afetando no
total 31 residncias e 80 moradores.
Figura 4: Consequncia dos fenmenos meteorolgicos na Praia da Armao Fonte: Defesa Civil municipal, 2010
7
Conforme relatrio da SOTEPA, empresa responsvel
pela obra emergencial da praia executada em 2010,
houve eroso severa em aproximadamente 1600 metros
da costa e, segundo relatos de moradores, a faixa de
areia erodida em alguns pontos atingiu 50 metros. Na
Figura 5 pode-se verificar por contraste visual que o
trecho da praia da Armao em que a eroso foi mais
acentuada converge com a rea de maior concentrao
demogrfica da regio.
Como medida emergencial, a fim de se evitar a
destruio de um nmero maior de residncias e tambm
de assegurar a segurana dos moradores da localidade, a
Prefeitura de Florianpolis por intermdio da empresa
SOTEPA executou na praia, em junho de 2010, uma
barreira artificial (vide Figura 6 e Figura 7). Esta barreira construda por meio de um
dique de enrocamento longitudinal se estende ao longo da rea mais crtica da praia
(1.600 metros) chegando a atingir em alguns pontos altura de at 5 metros.
Segundo relatrio da empresa, a obra teve como objetivo oferecer uma soluo
emergencial de proteo e conteno da linha de dunas e casas na referida praia.
O problema de eroso acima explanado j era observado h mais de dez anos
por moradores e at mesmo por rgos pblicos municipais e estaduais, porm,
este vinha ocorrendo de forma lenta e progressiva.
Figura 5: Trecho da praia com eroso acentuada
8
Figura 6: Execuo da obra emergencial na Praia da Armao Dique de Enrocamento Fonte: Fotografado por Marcelo Cabral Vaz, Jlio Cavalheiro e SOTEPA, respectivamente
Figura 7: Acompanhamento realizado aps a execuo da obra emergencial
1.2. Caracterizao da rea de estudo
Antes de um estudo mais aprofundado da praia da Armao de primordial
importncia conhecer as caractersticas metereolgicas e oceanogrficas da regio.
O levantamento destas caractersticas, apresentado nos itens subsequentes, foi
realizado por meio de uma reviso bibliogrfica sobre a referida rea de estudo.
a)
b) c)
9
1.2.1. Clima e Meteorologia
A ilha de Santa Catarina apresenta clima do tipo subtropical mido, com
temperatura mdia oscilando entre 15 e 18C no inverno e entre 24 e 26C no
vero. Dados climticos indicam temperatura mdia anual de 21,5C, precipitao
mdia anual de 1.492mm, ventos com velocidade mdia de 3,31m/s e umidade
relativa do ar de 80% em mdia (NIMER, 1979).
Nimer (1979) esclarece que as caractersticas climticas da regio ocorrem pela
influncia de quatro principais sistemas atmosfricos: Baixa Presso Mvel Polar,
Anticiclone do Atlntico Sul, Anticiclone do Pacfico Sul e Centro de Baixa Presso
do Chaco. Estes sistemas associam-se aos principais eventos meteorolgicos, os
quais tm influncia direta nos processos morfodinmicos da linha de costa e na
forma de gerao de ondas martimas e de mars meteorolgicas.
1.2.2. Ventos
Os ventos na regio apresentam velocidade mdia de 3,31m/s, conforme j
mencionado, sendo os de direo Norte e Nordeste os mais frequntes (a de 47%) e
os de quadrante sul os mais intensos (a de 32,5%), alcanando at 6,50m/s
(MAZZER, 2007). A Figura 8 ilustra estas informaes aa da direo predominante
dos ventos.
Figura 8: Direo Predominante dos Ventos
10
1.2.3. Mars
Na regio de Florianpolis predomina o regime de micro mar, devido sua baixa
amplitude mdia (menor que 2 metros) de acordo com a tbua de mars para
Florianpolis da Diretoria de Hidrografia e Navegao (DHN, 2005) e regime semi-
diurno (PEIXOTO,2005).
Para a regio de estudo, os efeitos meteorolgicos so de grande importncia e
precisam ser considerados. Durante as mars meteorolgicas podem ser
observadas as maiores variaes do nvel do mar (responsveis por provocar uma
elevao de at um metro acima da mar astronmica), devido passagem de
sistemas frontais ciclnicos, ou frentes frias, que so acompanhados de fortes
tempestades advindas do sul e sudeste, principalmente nos meses de outono e
inverno. Segundo Mariotti e Franco (2001) o nvel do mar encontra-se
continuamente oscilando em resposta s forantes astronmicas e meteorolgicas.
O levantamento mais recente referente ao comportamento maregrfico da Praia
da Armao do Pntano do Sul, foi realizado pela Diretoria de Obras Hidrulicas
(DIOH) atravs do convnio entre o Departamento de Edificaes e Obras
Hidrulicas (DEOH) e a Prefeitura Municipal de Florianpolis. Estes dados
maregrficos foram levantados durante o perodo de 26 de maro a 28 de dezembro
de 2001, no qual se observou o nvel do mar mximo de + 1,99 m e o mnimo de
0,72 m durante este perodo de monitoramento.
1.2.4. Regime de Ondas
As informaes sobre o regime de ondas na regio foram obtidas atravs dos
estudos realizados por Arajo et al. (2003) utilizando dados levantados entre 2002 e
2003 por um ondgrafo direcional - Datawell Waverider Mark II - fundeado a 35 km
ao largo da praia da Armao, em uma profundidade de 80 metros (Figura 9). O
instrumento foi fundeado pelo Laboratrio de Hidrulica Martima (LAHIMAR) da
Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
11
Figura 9: Ondgrafo, fundeio e localizao
Fonte: MELO et al, 2003 - adaptado
Com base nos dados obtidos atravs do ondgrafo Arajo et al. (2003)
identificaram cinco padres de ondas para o litoral de Santa Catarina, consistindo
em duas ondulaes e trs tipos de vagas: ondulaes de sul e sudeste e vagas de
leste, nordeste e sul. Os cinco grupos so descritos a seguir:
Sistema A: ondulao longa de sudeste com perodo de pico mdio de 14,2
segundos e direo mdia de 146, correspondente a ondulaes distantes geradas
em altas latitudes do Oceano Atlntico Sul.
Sistema B: ondulao de sul com perodo de pico mdio de 11,4 segundos, com
162 referente a ondas geradas ao largo da costa do Rio Grande do Sul e Uruguai
por ventos do quadrante sul que ocorrem aps a passagem de frentes frias pela
regio.
Sistema C: vaga de leste com perodo de pico mdio de 8,5 segundos com direo
de 92, representando um sistema de ondas estvel associado com ventos de
nordeste do sistema de alta-presso semipermanente do Atlntico Sul.
Sistema D: vaga de nordeste de curto perodo de pico mdio de 4,7 segundos e
direo de 27, relacionado com ventos do quadrante norte e nordeste de menor
durao de tempo que ocorrem logo antes da chegada de uma frente fria.
Sistema E: vaga de sul com perodo de pico mdio de 6,4 segundos associado a
ventos de sul que sopram logo aps a passagem dos sistemas frontais. Durante a
primavera, este sistema mostra um padro mais complexo, dividido-se em dois
Latitude: 27o 44`S Longitude: 48o10`W Profundidade: 79m
Mapa de localizao do Ondgrafo
12
sistemas pela anlise estatstica, um com perodo de 8,5 segundos e outro curto
com 5,1 segundos, ambos advindos de sul.
Na Tabela 1 encontra-se de forma resumida os cinco sistemas identificados
por Arajo et al. (2003), bem como a altura significativa de onda e a frequncia de
ocorrncia por intervalo de altura de onda destes sistemas.
Tabela 1: Padres de ondas para o litoral de Santa Catarina
Direo em guas profundas
Perodo de Pico
Altura significativa
de onda Fr*
( ) (Tp) (HS) (%) 0 - 1m 1 - 2m 2 - 3m 3 - 4m 4 - 5mOndulao de Sudeste
146 14,2s 1,50 a 2,0m 16,0 19,4 40,5 24,6 9,9 3,5
Ondulao de Sul
162 11,4s 1,25 a 2,0m 11,0 13,8 38,0 27,8 12,7 4,8
Vagas de Leste
92 8,5s 0,75 a 1,75m 10,0 22,2 42,0 23,0 8,5 >3,0
Vagas de Nordeste
27 4,7s >0,75m 20,5 23,9 43,2 21,8 7,5 >3,0
Vagas de Sul 188 6,4s >1,0m 10,0 - - - - -
PRINCIPAIS TIPOS DE ONDAS OCORRENTES NO LITORAL DE SANTA CATARINA
* Frequncia Total
DenominaoFrequencia (%) por intervalo de altura de onda
Fonte: ARAJO et al., 2003, apud MAZZER, 2007 - adaptado
Condies de alta energia de onda geralmente provem de ondulaes de
sul/sudeste, com perodos de pico acima de 11s e ondas maiores que 4 metros em
guas profundas. Essas condies costumam ocorrer nos perodos de outono e
inverno, entretanto ondas grandes podem ser encontradas em todas as estaes do
ano. As condies de baixa energia so associadas a vagas de leste/nordeste
(ARAJO et al., 2003).
Os padres de onda mencionados podem ocorrer simultaneamente. Na
Tabela 2 verificam-se as associaes ocorrentes em cada estao do ano
juntamente com a frequncia de ocorrncia destas. Arajo et. Al (2003) salientam
que os sistemas de onda A, B e C ocorrem durante todo o ano na regio.
13
Tabela 2: Ocorrncia simultnea dos sistemas
Primavera (%)
Vero (%)
Outono (%)
Inverno (%)
A - B 1,1 7,3 4,9 19A - C 14,9 29,1 15,7 29,5A - D 3,2 1,6 11 10,1B - C 35,8 30,7 8,5 4,1B - D 15,7 11,1 22,5 20B - E 4,2 5,5 11,8 3,1B - F 11,7 - -C - D 4,2 4,4 10,6 2,7
OCORRNCIA SIMULTNEA DOS PADRES DE ONDAS NO LITORAL DE SANTA CATARINA
SistemasEstaes do Ano
Fonte: ARAJO et al., 2003
1.2.5. Caractersticas Morfodinmicas
Durante os ltimos anos foram realizados diversos estudos destinados a
descrever os aspectos morfodinmicos das praias de Santa Catarina. Estudos
comprovam que as praias da poro sul da Ilha de Santa Catarina quando
comparadas entre si apresentam ampla variao quanto aos aspectos relativos
extenso, morfodinmica, ocupao antrpica, entre outros (MAZZER, 2007).
Algumas destas caractersticas podem ser constatadas na Tabela 3 a seguir.
Tabela 3: Caractersticas das Praias do Sul de Florianpolis
Praia Extenso (m) OrientaoExposio -
DireoFisiografia e
Geomorfogia*Sistemas
associadosTipo
MorfodinmicoOcupao Antrpica
Praia da Solido
1.344,9 NE-SW Mdia SE,E
Praia de bolso Desembocadura do Rio Pacas
Dissipativa Alta
Praia do Pntano do Sul / dos Aores
2.472,4 ENE-WSWMdia - Baixa
S,SEEnseada em
espiral Dunas Dissipativa Alta e Baixa
Praia da Armao 3.500,0 N-S
Alta-Baixa NE, E, SE, S
Enseada em espiral
Desembocadura do Rio Sangradouro
Reflectiva Intermediria Dissipativa
Variada
Praia do Matadeiro 1.226,8 NW-SE
Mdia E, NE Praia de bolso
Desembocadura do Rio Sangradouro
Reflectiva Intermediria Dissipativa
Alta e Mdia
Praia da Lagoinha do Leste
1.276,4 NNE-SSWAlta
NE, E, SE, S, SW Praia de bolsoDesembocadura Lagunar e Dunas
Intermediria Dissipativa Ausente
CARACTERSTICAS DAS PRAIAS DO SUL DE FLORIANPOLIS
Fonte: GR et al, 1997; CASTILHOS, 1995, apud MAZZER, 2007
A Praia da Armao do Pntano do Sul especialmente diferenciada quanto
a sua morfodinmica. A praia apresenta trs diferentes estgios morfodinmicos: ao
14
norte apresenta perfil reflexivo, no trecho central da praia apresenta perfil
intermedirio e ao sul perfil dissipativo, conforme ilustrado na Figura 10
(CASTILHOS, 1995, apud MAZZER, 2007).
Figura 10: Variao Longitudinal da Morfodinmica da Praia da Armao
Fonte: Relatrio SOTEPA, 2010
Horn (2006) por meio da coleta de amostras de sedimentos e anlises
laboratoriais subsequentes possibilitou identificar as principais caractersticas
granulomtricas das areias praiais da ilha de Santa Catarina, dentre elas, a praia da
Armao do Pntano do Sul. Conforme verifica-se na Tabela 4 a Praia apresenta no
setor sul perfil dissipativo e baixa energia de onda granulometria fina e nos
demais setores perfil intermedirio a reflexivo e energia de onda mdia a
granulometria aumenta em direo ao norte.
Tabela 4: Dados granulomtricos da Praia da Armao do Pntano do Sul
Latitude Longitude phi mm phi mm1 27 43' 25,4" 48 30' 18,6" 0,13 0,91 areia grossa 0,58 0,672 27 44' 17,3" 48 30' 27,4" 0,22 0,86 areia grossa 0,63 0,653 27 44' 58,4" 48 30' 08,9" 2,07 0,24 areia fina 0,74 0,60
*Classificao pelo dimetro do gro
Dimetro mdio do gro Desvio PadroDADOS GRANULOMTRICOS DA PRAIA DA ARMAO
LocalizaoClassificao*Amostra
Fonte: HORN, 2006
1.2.6. Estudo de Vulnerabilidade
O estudo de vulnerabilidade tem por finalidade estimar a ocorrncia de eroses
nas diversas pores da linha de costa. Mazzer (2007) destaca que a
vulnerabilidade da linha de costa eroso costeira est baseada em fatores
15
geolgicos, geomorfolgicos, oceanogrficos, os quais atuam em diversas escalas
de tempo.
Dos estudos dos processos morfodinmicos evidencia-se a importante questo
do grau de risco eroso da linha costeira, caracterizada por mtodos de
determinao de ndices de vulnerabilidade. No relatrio do projeto bsico da obra
emergencial da praia da Armao realizado pela empresa SOTEPA encontra-se um
apanhado de diferentes mtodos propostos na literatura sobre o assunto, processos
esses que visam integrar de forma racional os diversos fatores naturais e antrpicos
que podem ocasionar a eroso costeira (Tabela 5).
Tabela 5: Fatores relacionados eroso costeira
FATORES NATURAIS FATORES ANTRPICOS
Elevao do nvel do mar
Tempestades
Declividade da plataforma continental
Disponibilidade e tamanho dos sedimentos
Comportamento das ondas e dos ventos
Caractersticas das correntes marinhas
Descargas dos rios adjacentes
Reduo e remoo dos sedimentos
Construo de barragem nos rios
Mudana nos canais de mars/barras
Molhes nas desembocaduras de rios
Construo de portos e piers
Obras de enrocamento
Urbanizao da orla
Fonte: Relatrio SOTEPA, 2010
A Praia da Armao apresenta uma combinao de diversos fatores de risco,
tanto naturais quanto antrpicos. Mazzer (2007) destaca que o local consiste numa
praia exposta s ondulaes dos quadrantes leste e sul e apresenta um grau de
ocupao crescente em torno da costa. Em sua anlise vulnerabilidade Mazzer
(2007) utilizou oito variveis, as quais foram comparadas quanto a sua correlao
com as taxas de variaes da linha de costa interanual e interdecadal, obtidas por
meio de aerofotos dos anos de 1938, 1978, 1994, 1998 e 2002.
A indicao de processos de eroso costeira por parte das variveis foi baseada
no estabelecimento de uma regra simples, vide Tabela 6, atravs da qual foi
possvel realizar uma comparao com as taxas de eroso em escalas interdecadal
e interanual resultando na obteno de 3 ndices de vulnerabilidade costeira: ndice
interanual, interdecadal e geral.
16
Tabela 6: Regras para tornar as variveis como indicadores de eroso
QUANTO MAIOR A EROSO COSTEIRA: 1 Maior altura de onda (HB)
2 Maior ngulo de inclinao da face litornea (IFL)
3 Menor a altitude da orla (ALT)
4 Maior a velocidade de corrente longitudinal residual (CLR)
5 Maior o tamanho de gro mdio na face praial (TMG)
6 Menor inclinao mdia do estirncio (IME)
7 Menor Largura de ps
8 Maior valor no ndice de limites de clulas costeiras (ILCC)
Fonte: Mazzer, 2007
Com a anlise e ponderao das oito variveis citadas, Mazzer (2007) elaborou
um mapa de vulnerabilidade eroso costeira para a Praia da Armao do Pntano
do Sul, conforme pode ser visualizado na Figura 11.
17
Figura 11: Vulnerabilidade eroso costeira na Praia da Armao (a) I.V. Anual; (b) I.V. - Decadal. 1- Altura de onda na quebra; 2- Inclinao de face litornea; 3- Altimetria mdia da orla; 4- Velocidade residual de corrente longitudinal; 5- Tamanho mdio de gro da face praial; 6- Declividade
mdia da face praial; 7- Largura mdia de ps praia; 8- Balano Potencial de Sedimentos Fonte: Mazzer, 2007
18
Mazzer (2007) salienta que a altura mdia de onda teve grande importncia na
anlise de vulnerabilidade costeira, estando amplamente correlacionada com a
declividade da antepraia e com as taxas de eroso, em ambas as escalas. Os
perodos adotados nesta anlise (interdecadal e interanual) representam um bom
perodo de avaliao uma vez que estudos realizados em uma escala de tempo de
at 100 anos correspondem a um perodo importante em relao s influncias
antrpicas na orla martima, devido ao fato de coincidir com um perodo de rpida
evoluo no desenvolvimento da sociedade humana (CROWEL et al., 1991).
Leatherman (2003) ratifica que perodos de at 100 anos so de interesse humano
por contemporizar possveis processos de elevao do nvel do mar e eroso
costeira.
Os estudos de Mazzer (2007) resultam que, de forma geral, est ocorrendo
eroso costeira na rea de estudo. Porm, em escala interdecadal, as taxas so em
mdia trs vezes maiores que as medidas em escala interanual, ainda que a
amplitude de valores nesta ltima escala seja superior primeira. Assim, o autor
conclui que variaes de respostas em escala interdecadal entre as praias ressaltam
a influncia da configurao espacial (orientao, exposio) e dos aspectos
morfodinmicos de mdio prazo (estgio morfodinmico, rotao praial). J em
escala interanual refletem as respostas aos processos ligados a eventos de alta
energia e variaes sazonais e interanuais, nas condies hidrodinmicas e
meteorolgicas.
SOTEPA, em seu relatrio, destaca que no caso da praia da Armao, a escala
interdecadal indica a tendncia de um processo erosivo permanente. De fato, nas
ltimas 7 dcadas esta praia registrou um recuo mdio de 0,52m/ano (Tabela 7)
onde alguns trechos sofreram diminuio de mais de 60m de linha costeira, como
apresentado na Figura 12.
Dentre os resultados encontrados por Mazzer (2007), o autor destaca que a
praia da Armao apresenta no extremo norte perfil reflexivo e variaes positivas
da linha de costa, apresentando taxa mxima de at +0, 22 m/ ano, enquanto, em
seu extremo sul, onde o perfil passa a apresentar-se dissipativo, as taxas de
variao so negativas e podem alcanar -1,34 m/ano (Tabela 7).
19
Tabela 7: Dados gerais de variao da linha de costa expressos em taxas anuais e variao longitudinal ao longo dos perfis, por praias e de forma geral
N de Perodo 1938-2002 Perodo 1998-2002perfis Mn./Mx. Mn./Mx.
Praia da Solido 12 -1,10 0,19 -1,4/-0,91 +0,22 1,4 -2,23/2,97 -73,65 5,15 +0,84 5,39Praia dos Aores / Pntano do Sul
59 -0,90 0,43 -1,80/0,07 -1,15 2,20 -5,6 / 7,62 -70,55 28,29 -4,39 8,29
Praia da Lagoinha do Leste
26 -0,14 0,35 -1,28/0,45 -2,03 3,46 -11,6/4,9 -24,19 12,48 -7,61 12,97
Praia do Matadeiro 13 +0,01 0,16 -0,29/0,25 -3,45 1,40 -5,71/-1,27 -13,01 10,77 -12,93 5,56Praia da Armao 68 -0,52 0,38 -1,34/0,22 +1,99 2,23 -7,54/7,11 -22,78 16,51 +6,82 11,54
Mdia Geral 182 -0,59 0,49 -0,22 3,21 -41,71 31,58 -0,83 8,30
Taxa de variao (m/ano) Variao da linha de costa (m)recuo (-) avano (+)
DADOS GERAIS DE VARIAO DA LINHA DE COSTA
Nome da PraiaPerodo 1938-2002 Perodo 1998-2002
Fonte: MAZZER, 2007
Figura 12: Variaes temporais na linha de costa na praia da Armao (1938-2002)
Fonte: Relatrio SOTEPA, 2010
No trecho central da praia ocorrem as maiores taxas de variao negativa,
associadas uma maior exposio s ondulaes, bem como uma situao de
transio entre o perfil. Por fim, conclui-se que a praia apresenta trechos de
diferentes ndices de vulnerabilidade eroso, na qual a eroso diminui nos trechos
onde o perfil reflexivo, aumenta nos perfis intermedirios, voltando a diminuir na
poro dissipativa, mais abrigada.
De acordo com os estudos e dados levantados sobre a morfodinmica praial e
vulnerabilidade eroso, verifica-se que o processo erosivo ocorrido na praia da
Armao bastante intenso, complexo e instvel. Alm disso, a regio apresenta
tendncia de processos erosivos permanentes, caracterizando a situao da praia
da Armao como um problema urgente.
20
2 METODOLOGIA
A partir do levantamento bibliogrfico e terico da regio, optou-se pelo
estudo dessa atravs da anlise numrica (computacional), ferramenta muito
utilizada para o estudo de ambientes costeiros. Segundo Lakhan (2003) os modelos
numricos esto se tornando cada vez mais indispensveis no entendimento e na
previso da dinmica do sistema costeiro, alm de dar suporte para tomadas de
deciso e elaborao de solues para problemas complexos.
As tcnicas numricas podem ser utilizadas nas mais diversas reas de
conhecimento, dentre elas destaca-se a Oceanografia Fsica, na qual existem
diversos modelos computacionais para modelagem hidrodinmica, de ondas e de
transporte de sedimentos (SIGNORIN, 2010). De acordo com Fortuna (2000),
apesar de toda a flexibilidade que esta tcnica oferece, ela muitas vezes no pode
resolver algumas situaes verificadas no ambiente, estando limitada pelos
parmetros usados na simulao. Tambm h o fato de que existem situaes
difceis de serem modeladas e transformadas em equaes para tratamento
numrico. Entretanto, de forma geral, a modelagem numrica apresenta resultados
satisfatrios e vem sendo extensivamente usada e aperfeioada com os avanos da
computao.
A seguir ser apresentada a metodologia utilizada para o estudo da praia da
Armao envolvendo modelos empricos e numricos.
2.1. Modelo Emprico Parbola de Hsu
A primeira etapa da metodologia objetiva caracterizar as condies de
equilbrio em planta da praia da Armao do Pntano do Sul. Tal verificao ser
realizada de acordo com a aplicao de um modelo terico emprico reconhecido
para este fim. Essa anlise tem por finalidade iniciar um estudo da dinmica costeira
da regio, que, por sua vez, auxiliar na definio de um modelo de funcionamento
conceitual para esta rea.
O estudo de estabilidade praial ser realizado em dois momentos. O primeiro
tem como meta avaliar a estabilidade atual da praia da Armao, verificando se a
mesma apresenta-se em equilbrio esttico ou dinmico. Em um segundo momento,
o modelo emprico ser utilizado como uma ferramenta auxiliar na definio das
propostas de interveno para a recuperao da praia.
21
Apesar da existncia de alguns modelos empricos destinados anlise da
forma plana de praias de enseada em formato espiral, forma esta da praia da
Armao, entre eles o Espiral Logartmica (KRUMBEIN, 1944 e YASSO, 1965)
optou-se pela utilizao do Modelo Parablico (HSU e EVANS, 1989). Selecionou-se
este, uma vez que a eficcia de tal modelo para esta configurao de praia
constatada e pelo fato de ser reconhecida a dificuldade em definir o equilbrio em
planta de uma praia com base em frmulas log-espiral (SILVESTER. 1970, 1974).
Por fim ser utilizado o modelo parablico proposto por Hsu e Evans em 1989,
porm, adaptado por Medina e Gonzlez (2001), que considera alguns parmetros
adicionais na aplicao de tal modelo.
De acordo com Klein et al. (apud Vargas et al., 2002), o modelo parablico
apresenta-se mais robusto que os demais por no representar apenas uma soluo
matemtica que define a forma da enseada a partir de dados geomtricos, mas leva
em considerao parmetros relacionados com a direo da onda de maior energia
(obliquidade). Medina e Gonzles (2001) destacam que esta relao parablica ,
atualmente, a mais amplamente utilizada para verificar a estabilidade de praias de
enseada. O modelo parablico de Hsu tambm recomendado no manual de
Engenharia Costeira (USACE, 2002) para avaliao de projetos e determinao da
forma da praia em equilbrio.
O modelo selecionado foi fundamentado em uma srie de experimentos
realizados em um modelo reduzido (prottipo) sem condies de fornecimento de
sedimentos, e aplicvel a praias de enseada, como no caso da praia da Armao.
Por meio dele possvel definir e analisar a linha de costa em planta, alm de prever
possveis alteraes em sua localizao e formato.
Segundo Silvester e Hsu (1993) as praias de enseada podem apresentar-se
em equilbrio esttico ou em equilbrio dinmico. Em uma situao estvel, ou de
equilbrio esttico, os trens de onda dominantes atingem perpendicularmente toda a
extenso da praia, as cristas de onda quebram simultaneamente ao longo da praia e
o transporte longitudinal de sedimento, bem como os processos de eroso e
deposio, so anulados. No entanto, quando o transporte longitudinal ativo, a
praia encontra-se em um estado instvel, ou de equilbrio dinmico. Neste tipo de
praia, as foras de deriva litornea e o suprimento sedimentar so fatores
determinantes na manuteno da faixa de praia na sua posio atual. As alteraes
22
morfolgicas so geralmente ocasionadas por fatores que modificam a trajetria
natural das ondas que chegam praia, entre os quais, a existncia de barreiras
fsicas, tais como ilhas ou promontrios rochosos e, principalmente, construes,
como molhes e plataformas (SHORT E MASSELINK, 1999 apud VARGAS et al.,
2002).
Praias de enseada so, por definio, praias com geometria plana
caractersticas, consequentes da difrao das ondas. So limitadas por promontrios
rochosos ou outros obstculos fsicos, geralmente formando um arco de curvatura
mais acentuada e cujo contorno tende a assumir a forma de um meio corao ou de
uma lua crescente (SHORT E MASSELINK, 1999 apud VARGAS et al., 2002).
Vargas et al. (2002) descreve as praias de enseada como praias que
desenvolvem formas assimtricas, caracterizadas por uma zona de sombra, prxima
ao promontrio rochoso, protegida da energia de ondas e fortemente curvada. A
parte central levemente curvada e a outra extremidade retilnea, sendo
normalmente paralela a direo dominante dos trens de onda na regio (Figura 13).
Figura 13: Compartimentos de uma praia de enseada
Fonte: VARGAS et al., 2002
Para uma praia de enseada, o transporte longitudinal de sedimentos, causado
pela incidncia obliqua e pelo gradiente de altura das ondas, responsvel pela
modelagem da forma da praia em planta. Esta assume uma orientao dependente
do ngulo de incidncia das ondas dominantes, uma vez que uma praia tende a ser
moldada transversalmente direo de ataque das ondas predominantes na mesma
(VARGAS et al. ,2002).Para a aplicao do modelo extrai-se por meio de imagens
areas retificadas ou mapas (Figura 14), os seguintes parmetros:
23
Figura 14: Definio dos pontos de controle
Fonte: KLEIN et al., 2003
R Linha de controle: linha que une o ponto de controle localizado no
promontrio rochoso aonde se inicia o processo de difrao de ondas, at a
extremidade final da praia.
d Linha de crista de ondas predominantes (obliquidade das ondas): a
obliquidade das ondas predominantes na praia de enseada em questo obtida a
partir de fotografias areas ou mapas que esto sendo utilizados, e corresponde a
uma linha paralela poro mais retilnea da praia.
(Beta): ngulo formado entre as linhas de crista de onda predominantes e a
linha de controle R .
Klein et al. (2003) afirma que algumas outras variveis associadas a
enseadas naturais, como o tipo de praia (morfodinmica), perodo e altura da onda,
no so includas na formulao do modelo parablico por serem consideradas
insignificantes no resultado final. Porm, Medina e Gonzles (2001), na adaptao
realizada formulao de Hsu, consideraram tais parmetros e ressaltam que
obtiveram um bom comportamento em sua aplicao experimental e em campo.
Alm disso, os resultados tambm demonstram que, se a distncia perpendicular do
ponto de difrao at a praia e o comprimento da onda dominante conhecida,
possvel determinar a forma e a zona afetada da praia e, portanto, a areia
necessria para seu equilbrio.
Sendo assim, o modelo terico escolhido permitir identificar se a praia
analisada encontra-se numa situao de equilbrio esttico, onde no ocorre
modificaes morfolgicas na linha de costa, ou se a mesma encontra-se em
24
equilbrio dinmico, onde a linha de costa tende a assumir uma forma diferente da
atual.
2.2. Modelo Numrico
A anlise computacional ser realizada com o auxlio do software SMC -
Cantbria (Sistema de Modelagem Costeira) desenvolvido pelo grupo de Engenharia
Oceanogrfica e Costas (GIOC) da Universidade de Cantbria na Espanha em
conjunto com o Ministrio do Meio Ambiente.
Dentre os diversos modelos numricos existentes, o presente trabalho
utilizar o mdulo MOPLA (Morfodinmica de Praias) includo no software SMC.
Esse mdulo contm os modelos OLUCA, COPLA e EROS que permitiro a anlise
e compreenso da propagao de ondas, correntes geradas por ondas, transporte
de sedimentos e alteraes morfolgicas, respectivamente.
O modelo OLUCA, baseado no modelo REF/DIF (KIRBY et al.; 1986,1994) da
Universidade de Delaware, resolve a equao da pendente suave a partir de sua
aproximao parablica, sobre uma malha ortogonal com um esquema de
diferenas finitas. um modelo combinado de refrao e difrao, permitindo o
estudo de zonas onde o efeito desses processos importante. Classifica-se como
um modelo no dispersivo em amplitude, que resolve a fase da onda sobre
batimetrias complexas. Seus resultados so utilizados pelo modelo COPLA, para
calcular os tensores de radiao (radiation stress) gerados pela quebra de ondas
(funo da altura, perodo, direo e profundidade) e gerar as correntes resultantes.
Com os resultados do COPLA, o modelo EROS calcula o transporte de sedimentos
gerado pelas correntes.
Esses modelos sero executados utilizando espectros de onda visto a
simplicidade e no aplicabilidade dos casos monocromticos na natureza.
2.2.1. Pr-Processamento da batimetria
Para as simulaes numricas, duas fontes de informaes batimtrica foram
utilizadas. A primeira foi obtida a partir da digitalizao da Carta Nutica 1904 (vide
Figura 15), na qual est contemplada a regio sul da Ilha de Santa Catarina e
consequentemente a rea de estudo em questo, a praia da Armao do Pntano
do Sul. Essa carta utilizada atualmente a mais detalhada para a regio.
25
Figura 15: Carta Nutica 1904
Fonte: MARINHA DO BRASIL (adaptado)
A segunda foram os dados de batimetria levantados em 2009 pelo
Departamento de Edificaes e Obras Hidrulicas de Santa Catarina (DEOH). Esses
dados obtidos junto ao DEOH foram utilizados como batimetria de detalhe, pois os
pontos levantados so referentes apenas ao trecho sul da Praia, onde o fenmeno
de eroso est mais acentuado.
Iniciou-se o processamento da batimetria com a digitalizao dos pontos da
carta nutica 1904 com auxlio do software SMS (Surface-Water Modeling System)
da Aquaveo. Os pontos digitalizados podem ser visualizados atravs da Figura 16.
26
Figura 16: Digitalizao da batimetria, Carta Nutica 1904 Software SMS
Antes da unio dos dados batimtricos da carta nutica com os obtidos junto
ao DEOH, realizou-se a compatibilizao do datum vertical e horizontal de ambas.
Isto ocorreu uma vez que a carta nutica estava referenciada ao datum vertical da
Diretoria de Hidrografia e Navegao (DHN) no qual o nvel zero corresponde ao
nvel equivalente a mdia das baixa-mar de sizgia e ao datum horizontal do WGS-
84 (World Geodetic System 1984), enquanto os dados da batimetria detalhada do
DEOH estavam referenciados ao datum vertical zero do Instituto Brasileiro de
Geografia e Estatstica (IBGE) e ao datum horizontal SAD 69 (South Amercian
Datum 1969).
A converso da batimetria da carta nutica foi realizada, tambm por meio do
software SMS, padronizando-se os dois conjuntos de dados para o datum horizontal
SAD-69. Houve tambm a compatibilizao do datum vertical da batimetria
detalhada, a qual foi convertida para o datum vertical do IBGE com base em
informaes obtidas junto ao DEOH.
Em seguida, os dados acima foram extrados para um arquivo nico para dar-
se incio aos estudos numricos. A linha de costa da praia, obtida por meio do
DEOH, tambm teve seu georreferenciamento compatibilizado e foi introduzida ao
modelo.
27
Com a batimetria inserida no programa, realizou-se o pr-processamento
destes dados afim de se evitar problemas resultantes da interpolao que pudessem
afetar a propagao das ondas.
2.2.2. Definio dos casos de ondas para as simulaes numricas
Os casos de ondas foram selecionados referenciando o estudo de Arajo et
al. (2003). Optou-se pela escolha de trs estados de mar representativos para a
realizao da modelagem numrica: i) ondulao de sudeste, ii) vaga de leste e iii)
vaga de nordeste. Dos padres de ondas advindos do quadrante sul e sudeste,
optou-se pela ondulao de sudeste por esta ser a mais energtica, alm da
atuao desta estar associada a eventos de alta energia. A opo pela vaga de leste
se deu pelo fato da parte retilnea da praia ser moldada transversalmente direo
de ataque destas ondas. Por fim, optou-se pela vaga de nordeste por esta ser a
mais frequente na regio (Tabela 1), possibilitando assim a modelagem dos padres
de ondas advindos de diferentes quadrantes de maneira a fornecer
representatividade do comportamento hidrodinmico desta praia.
Na Tabela 8 esto apresentados os parmetros relacionados aos casos de
onda utilizados na modelagem.
Tabela 8: Padres de ondas utilizados na modelagem
Direo em guas profundas
Perodo de Pico
Altura significativa
de onda
Espalhamento Direcional
( ) (Tp) (HS) ( )Ondulao de Sudeste
146 14,2s 2,0m 10
Vagas de Leste
92 8,5s 1,25m 15
Vagas de Nordeste
27 5s 0,75m 20
PADRES DE ONDAS UTILIZADOS NA MODELAGEM
Denominao
A seguir esto apresentados os espectros TMA configurados no modelo
atravs dos dados paramtricos expressos na Tabela 8. Estas figuras (Figura 17 a
Figura 19) possibilitam uma comparao direta entre os trs casos modelados
(sudeste, leste e nordeste) com relao energia, frequncia e direo inerente a
cada um desses.
28
Espectro bidimensional - Ondulao de Sudeste
Espectro frequencial Ondulao de Sudeste Hs=2,0m, Fp=0,070423Hz (Tp=14.2s)
Espectro direcional Ondulao de Sudeste =10
Figura 17: Espectros - Ondulao de Sudeste
29
Espectro frequencial Vaga de Leste Hs=1,25m, Fp=0,117647Hz (Tp=8.5s)
Espectro direcional Vaga de Leste =15
Figura 18: Espectros - Vaga de Leste
Espectro bidimensional - Vaga de Leste
30
Espectro frequencial Vaga de Nordeste Hs=0,75m, Fp=0,2Hz (Tp=5s)
Espectro direcional Vaga de Nordeste =20
Figura 19: Espectros - Vaga de Nordeste
Espectro bidimensional - Vaga de Nordeste
31
As direes apresentadas nas figuras so configuradas em relao malha
numrica utilizada na modelagem. Deste modo, o ngulo zero apresentado pelos
diagramas representam as direes das ondas incidentes na praia (leste, sudeste e
nordeste) estando essas paralelas ao eixo x de clculo de cada grade numrica
utilizada. Tendo isso em vista, possvel perceber que a partir da direo zero os
espectros direcionais demonstram um espalhamento em torno da direo mdia de
propagao utilizada neste trabalho, vinculada ao perodo de cada ondulao.
possvel observar atravs das figuras uma condio de crescente energia
de onda, quando avaliando ondulaes de nordeste, leste e sudeste
respectivamente, uma vez que os espalhamentos direcionais so de 10 para
ondulaes de sudeste, 15 para de leste e 20 para de nordeste.
As imagens dos espectros bidimensionais apresentam de forma didtica os
espectros de frequncia e espectros direcionais.
2.3. Malha
Para a propagao dos casos de onda no software SMC Cantbria se fez
necessria a definio de malhas numricas. Para isso realizou-se um estudo de
discretizao das mesmas de forma a balancear o tempo necessrio para
processamento de dados e a preciso numrica dos resultados.
Uma vez conhecida as limitaes do software quanto quantidade de
elementos de malha, optou-se pelo acoplamento de duas malhas com discretizao
diferenciada (Figura 20). A malha menos refinada (80x80m) foi posicionada na rea
de maior profundidade, local no qual a batimetria possui menor detalhamento. Por
outro lado, a mais refinada (10x10m) foi posicionada nas proximidades da costa,
devido maior quantidade de dados batimtricos nessa regio. Observa-se por meio
da Figura 20 que devido s limitaes nas dimenses das malhas e diferenas de
ngulos de incidncia de onda, cada malha foi definida com dimenses prprias, de
acordo com as singulares caractersticas de cada caso de onda selecionado.
32
Figura 20: Lanamento das malhas para ondulaes de: a) Sudeste b) Leste c) Nordeste
A direo utilizada para o lanamento das malhas procurou acompanhar a
angulao de cada uma das ondulaes incidentes (146 para de sudeste, 180 para
a de leste e 153 para nordeste). Essa definio visa reduzir erros numricos
relativos s variaes existentes entre a inclinao da malha e o ngulo de
incidncia da ondulao propagada.
Finalmente, atravs da definio das malha numricas e com base nos dados
batimtricos iniciou-se a modelagem numrica atravs da interpolao linear desses
dados, com auxlio do softwareI Surfer, para definio da superfcie final da malha.
a) b) c)
33
3 RESULTADOS
Com base na metodologia descrita anteriormente, este captulo tem por
objetivo completar um ciclo de anlises da praia da Armao do Pntano do Sul.
Primeiramente sero apresentados resultados para as condies atuais da regio
que fundamentem o regime de ondas, correntes e transporte de sedimentos para
posterior anlise das possveis aes de recuperao da praia, dos tipos de
interveno a serem adotados, bem como do impacto da escolha dessas no regime
hidrodinmico.
Os resultados sero apresentados em duas etapas, a primeira ilustrada
atravs da anlise do cenrio atual da praia e a segunda com a implantao de
sugestes de intervenes de engenharia, caso seja verificada a sua necessidade.
Desta forma, as mudanas na forma em planta da praia, cenrio atual versus
cenrio futuro, sero confrontados.
4.1. Modelo Emprico Caracterizao da Praia
Para a aplicao do Modelo Parablico (MP),
proposto por Hsu e Evans em 1989, utilizou-se o
desenho em planta da Praia da Armao do Pntano
do Sul.
Utilizando uma das hipteses bsicas do
modelo, definiu-se como direo de incidncia do
fluxo mdio de energia da praia as ondas de leste,
uma vez que, conforme a teoria, a praia tende a ser
moldada transversalmente direo de ataque das
ondas predominantes mesma (Figura 21).
De posse dos contornos da linha de costa da
praia, optou-se por um modelo mais simplificado no
qual se identificou apenas um ponto onde ocorre a
difrao das ondas, ponto este localizado na
extremidade da ilha das Campanhas, este obstculo fsico responsvel por alterar
a forma das cristas das ondas que chegam praia. Unindo este ponto de difrao,
ponto de controle no qual o modelo exerce influncia na morfologia da linha de
Figura 21: Definio da direo das ondas dominantes
34
costa, ao final da seo retilnea da praia definiu-se a linha de controle
(R=808metros).
Na sequncia, traou-se graficamente a direo predominante de ondas
direo leste definida durante a anlise inicial dos contornos da praia obtendo-se o
ngulo de 69.8o entre a linha de controle e a direo da onda dominante.
Finalmente, realizaram-se os ajustes finos no modelo parablico de maneira a
identificar, como por exemplo, o perodo das ondas incidentes (8.5 segundos) e a
profundidade do ponto de difrao (10 metros).
A aplicao do Modelo Parablico obtido para o cenrio atual pode ser
visualizado na Figura 22 a seguir.
Figura 22: Etapas da elaborao do MP. a) Entrada de dados linha de costa e batimetria b)
Lanamento e ajuste do MP c) Praia de Equilbrio
Por meio da Figura 23 possvel perceber que o Modelo Parablico aplicado
na da praia da Armao contemplou um comprimento total de 2.220 metros da linha
de costa existente, abrangendo assim as zonas de vulnerabilidade eroso
classificadas como alta e muito alta identificadas por Mazzer (2007). A figura
tambm detalha as dimenses da praia de acordo com o modelo terico adotado, no
qual a seo retilnea da praia existente totalizou 1.060 metros adicionados aos
1.160 metros que definiram a zona de sombra.
35
Figura 23: Dimenses da linha de costa analisada
Comparando-se a linha de costa existente com a linha de costa terica obtida
com a aplicao do modelo (linha azul da Figura 22c) foi possvel caracterizar uma
situao de equilbrio dinmico da praia analisada. Logo, a partir do mtodo de Hsu
utilizado, a Praia apresenta uma componente longitudinal de corrente de ondas
diferente de zero, causando um transporte sedimentar longitudinal e
consequentemente uma variao da largura da parte emersa da praia. A Figura 24 a
seguir apresenta essa zona ativa (hachurada em vermelho) da praia resultante da
aplicao do modelo terico.
Figura 24: Variao da largura da parte emersa da Praia Zona Ativa
36
Assim, possvel perceber que, de acordo com o ponto de difrao adotado,
o modelo demonstra que a praia busca se ajustar as variaes de energia
hidrodinmica, variando a largura da parte emersa na rea mais interna da parbola.
Apesar dessa busca pelo equilbrio ser natural e esperada, a urbanizao existente
na regio impede que esse equilbrio seja atingido em situaes de alta energia
hidrodinmica, potencializando os problemas de eroso costeira neste setor. Nesta
linha de pensamento, fazem-se necessrias medidas mitigadoras para a situao de
equilbrio dinmico apontado pelo modelo.
Percebe-se ento, a necessidade de se fornecer uma ou mais opes para
converter essa condio instvel da praia para uma condio de equilbrio, sendo
necessrio um estudo mais aprofundado do funcionamento das ondas, correntes e
transporte de sedimentos que ocorrem no cenrio atual da regio.
4.2. Modelagem Numrica Situao Atual
Na sequncia so apresentados os diagramas de cristas e cavas, altura de
onda significativa, corrente gerada pela ao das ondas e transporte de sedimentos
obtidos para cada um dos 3 (trs) casos de ondas selecionados (sudeste, leste e
nordeste). Os resultados foram obtidos por meio da modelagem numrica para a
situao atual da Praia.
37
Figura 25: Ondulao de Sudeste a) Diagrama das cristas e cavas. b) Altura de onda significativa.
a) b)
38
Figura 26: Ondulao de Sudeste a) Correntes geradas pela onda. b) Transporte de sedimentos.
a) b)
39
Figura 27: Ondulao de Leste a) Diagrama das cristas e cavas. b) Altura de onda significativa.
a) b)
40
Figura 28: Ondulao de Leste a) Corrente gerada pela onda. b) Transporte de sedimentos.
a) b)
41
Figura 29: Ondulao de Nordeste a) Diagrama das cristas e cavas. b) Altura de onda significativa.
a) b)
42
Figura 30: Ondulao de Nordeste a) Corrente gerada pela onda. b) Transporte de sedimentos.
a) b)
43
Os resultados apresentados contriburam para uma melhor compreenso do
funcionamento da praia e permitiram o delineamento de um modelo conceitual a
partir de certos padres de comportamento. O promontrio da ilha das Campanhas,
por exemplo, gera uma zona de sombra no flanco curvo da Praia, uma vez que,
devido difrao sofrida pelas ondas incidentes ao encontrar tal promontrio a
energia das mesmas dissipada resultando em ondas de menor altura (conforme
pode ser visualizado na Figura 25, Figura 27 e Figura 29). Essa caracterstica
perceptvel para todos os padres de ondas selecionados, porm em menor
intensidade para ondulaes de Nordeste, uma vez que as mesmas apresentam, de
forma geral, condies de baixa altura de onda (ver Figura 29).
Cita-se tambm a influncia da laje (parcel) existente nas guas da Armao,
que, de acordo com os resultados, dependente da direo das ondas incidentes,
uma vez que as ondulaes de leste e nordeste geram uma zona de reduo e outra
de aumento de altura das ondas e as de sudeste (condio mais energtica)
determina uma regio de focalizao de energia associada a duas de reduo
localizadas nas adjacncias do foco energtico (Figura 25b). Classificou-se essa
regio como uma zona migrante, uma vez que a mesma varia de acordo com o
ngulo de incidncia das ondulaes. A influncia desse pequeno parcel tambm
responsvel por alterar o fluxo de corrente gerada pelas ondas e de transporte de
sedimento. Na Figura 26, Figura 28 e Figura 30 possvel visualizar um intenso
vrtice gerado nesses fluxos de correntes e transporte de sedimentos prximos
atuao da laje.
Destaca-se ainda que no trecho sul da praia as diferenas de alturas de
ondas geradas tanto pelas alteraes na batimetria quanto pela difrao das ondas
em maior grau devido ao promontrio da ilha das Campanhas e em menor pela
presena do parcel geram um gradiente hidrulico que, contribuem para
movimentao dos sedimentos no sentido das maiores alturas de ondas para as
menores. Desta forma, de maneira geral, o transporte de sedimentos ocorre de norte
para sul em boa parte da praia. Alguns pontos nos quais perceptvel uma
divergncia dos sentidos das correntes longitudinais e transporte de sedimentos
tambm podem ser explicados pela formao de um gradiente hidrulico, como por
exemplo, na regio com diferenas de alturas geradas pela presena da laje.
44
4.3. Definio do Modelo Conceitual
Dos padres de transporte de sedimentos, avaliaram-se cautelosamente
todos os casos de onda modelados. Assim, tendo em vista os resultados obtidos
para ondulaes de nordeste e sudeste,caso mais energtico de onda na regio,
possvel estabelecer uma tendncia de carreamento dos sedimentos para o sentido
norte da praia (Figura 26b e Figura 30b).
Apesar da ondulao de leste apresentar um transporte contrrio ao
mencionado (Figura 28b), a movimentao dos sedimentos na direo norte tambm
pode ser identificada em uma anlise emprica do problema, uma vez que ntido
que a praia est sofrendo problemas devido eroso e o acmulo/depsito desse
sedimento removido no ocorre ao longo do trecho crtico estudado. A existncia da
faixa maior de areia ao norte da praia tambm corrobora a hiptese de que os
sedimentos deslocam-se nesse sentido.
Na sequncia a Figura 31 possibilita uma visualizao resumida das aes
que definem o funcionamento morfodinmico da Praia da Armao.
Figura 31: Caractersticas Morfodinmicas da Praia da Armao.
45
Considerando-se a caracterstica do carreamento de sedimentos para o norte,
percebeu-se a possibilidade de a praia do Matadeiro juntamente com o rio Quinca
serem uma antiga fonte de sedimentos agora obstruda pelo enrocamento existente
entre a praia da Armao e a ilha das Campanhas (Figura 32). Aborda-se essa
informao na qualidade de hiptese devido falta de registros ou simulaes
numricas que comprovem tal evidncia.
Figura 32: Hiptese de antigas fontes de sedimentos.
A seguir sero apresentadas as principais alternativas geradas por meio dos
modelos numricos para recuperao da praia da Armao, tais propostas foram
idealizadas tomando-se como base as caractersticas de funcionamento
hidrodinmico aqui identificadas.
4.4. Resultados das Simulaes das Propostas de Interveno
A partir do modelo conceitual e da condio de equilbrio dinmico verificada
por meio da aplicao do modelo emprico de Hsu foi possvel sugerir alternativas de
engenharia cos