12º Sinageo - CARACTERÍSTICAS HIDRODINÂMICAS DAS CORRENTES DE MARÉ DE SIZÍGIA E DE QUADRATURA EM AMBIENTE PRAIAL SOB REGIME DE MICROMARÉ
CARACTERÍSTICAS HIDRODINÂMICAS DAS CORRENTES DE MARÉ DE SIZÍGIA E DE QUADRATURA EM AMBIENTE PRAIAL SOB REGIME DE MICROMARÉ
Guimarães Oliva, F. (UFRJ) ; Silva, M.A.M. (UFF)
Este trabalho analisa as características de amplitude e alcance máximo de correntes de maré de sizígia e de quadratura em ambiente costeiro de micromaré e estabelece análises comparativas das respostas hidrodinâmicas efetuadas por estas correntes. Deste modo, busca-se entender como a hidrodinâmica das marés pode gerar impactos em áreas costeiras urbanizadas e, assim, auxiliar na gestão destes ambientes. Foram realizados trabalhos de campo para aferição dos alcances e das amplitudes das marés durante o inverno e primavera na praia de Itacoatiara (Niterói-RJ). A metodologia baseou-se no método de Emery (1961) que contou com elaboração de perfis praiais que expressam a variação morfológica sazonal do ambiente. Os resultados apontaram grande amplitude de correntes de maré nas fases de sizígia e significativos alcances máximos das correntes. Os dados são relevantes e mostram a importância do estudo das flutuações de maré, notadamente sizígia, no planejamento e na gestão costeira integrada.
Correntes de maré; Ambiente praial; Gestão costeira
A região oceânica de Niterói passou a ser mais densamente ocupada a partir da década de 1970, com o advento da construção da Ponte Rio-Niterói, que proporcionou maior mobilidade da população do estado do Rio de Janeiro e motivou um maior fluxo de pessoas para a zona costeira do município de Niterói. Com estas mudanças, ocorreu maior urbanização de toda a zona costeira, muitas vezes com pouco planejamento, gerando impactos devido à implantação de aterros e construção de moradias, calçadões e ruas em áreas próximas e adjacentes à costa. Ademais, a urbanização promoveu a retirada dos manguezais e das restingas, desprotegendo as áreas mais internas da ação das ondas e das marés e contribuindo para uma alteração da dinâmica natural dos ambientes costeiros. O estudo da dinâmica dos ambientes costeiros, sobretudo os ambientes praiais de alta energia no que se refere aos processos hidrodinâmicos e morfodinâmicos desempenhados por ondas e marés, é fundamental para o entendimento dos processos naturais e ponto crucial para compreender as possíveis mudanças e desequilíbrios impostos pelo homem ao se apropriar destes espaços. Especialmente em ambientes de alta energia, a incidência de ondas de tempestade associadas a sistemas frontais podem conjugar os seus efeitos com aqueles relativos a linhas de preamares e gerar grandes volumes de água que remobilizam sedimentos e tendem a promover transporte e remoção de elevado aporte sedimentar em ambientes praiais. Segundo PRESS et al. (2006), tempestades que ocorrem durante eventos de marés de sizígia podem gerar as chamadas marés de ressaca, que são ondas de maré alta que podem cobrir toda a praia e colidir com as estruturas sedimentares, rochosas ou artificiais situadas no pós-praia. O fenômeno das ressacas recebeu maior atenção da imprensa a partir da década de 1970, quando a zona costeira do estado do Rio de Janeiro passou a sofrer impactos mais severos em decorrência dos eventos de ressaca e urbanização intensa. Tais eventos erosivos reafirmam a necessidade de estudos referentes à dinâmica costeira, como energia e clima de ondas, amplitude de marés e alcance máximo interno de correntes de maré. Segundo DAVIS JR (1985), as marés são responsáveis pelo afogamento e exposição de uma determinada área durante a preamar e a baixa-mar, respectivamente. De acordo com o autor, é de grande importância o estudo das marés e da diferença de amplitude entre as marés de sizígia e as de quadratura. O regime de maré da área de estudo é classificado como semi-diurno com desigualdades diurnas que resultam em duas preamares e duas baixa-mares diárias que ocorrem em um intervalo de aproximadamente 6h 12 min. No que se refere à amplitude de maré, o ambiente costeiro estudado está submetido ao regime de micromaré, caracterizado por apresentar amplitudes de maré de até 2,0 m, sendo que a área de estudo, em uma escala bem local, desenvolve amplitudes de maré de até 1,4 m que, segundo MUEHE (1989), ocorre durante os episódios de marés de sizígia, uma vez que as de quadratura manifestam-se em amplitudes menores. Este trabalho investiga as características hidrodinâmicas das correntes de maré resultantes de fases de sizígia e de quadratura com relação às suas amplitudes geradas por diferenças entre as preamares e as baixa-mares. Neste sentido, busca-se estabelecer uma comparação entre as amplitudes de sizígia e de quadratura e determinar o alcance máximo interno das correntes de maré, com o intuito de avaliar a possibilidade de riscos e impactos à zona costeira e dar suporte ao planejamento e à gestão costeira de forma mais integrada.
Este trabalho foi realizado na praia de Itacoatiara, situada na costa oceânica do município de Niterói-RJ, sendo a última das praias deste município. Este ambiente costeiro possui orientação aproximadamente E-W exibindo um arco praial de 750 m de extensão que encontra-se limitado em suas extremidades leste e oeste por dois esporões cristalinos que, no entanto, não protegem a praia das ondulações provenientes de sul e de sudoeste (MUEHE, 1975). Com relação à granulometria, as areias predominantes nesta praia são definidas como areias médias cujas frações encontram-se em torno de 0,25 e 0,50 mm (MUEHE, 1975). A praia de Itacoatiara é classificada como refletiva, considerando inerente à característica refletiva, de acordo com CALLIARI et al. (2003), o desenvolvimento de acentuado gradiente topográfico em seus perfis e redução da largura da zona de surfe com ondas colapsando na frente de praia gerando demasiada turbulência. Nestes ambientes praiais, a granulometria dos sedimentos tende a ser grossa e o estoque de areia se situa mais na porção subaérea da praia. Os métodos utilizados, nesta pesquisa, incluem a realização de perfis topográficos de praia em fases de maré de sizígia que serviram de base, inclusive, para a aferição dos alcances médios e máximos das correntes de maré em períodos de preamar e de baixa-mar, estabelecendo suas amplitudes e seus alcances máximos internos. O local definido para a execução da perfilagem foi o referente ao meio do arco praial (22º58'27" S; 43º01'57" W). É importante ressaltar que a comparação entre as amplitudes de correntes de maré durante fases de sizígia e de quadratura, foi realizada com base no alcance médio. A determinação do alcance máximo interno foi baseada nos picos máximos das correntes de maré, registrados nas preamares de sizígia e de quadratura. Portanto, o alcance médio das correntes de maré foi tomado como referência para este trabalho para a determinação das amplitudes das correntes de maré. Entende-se como amplitude das correntes de maré a diferença de alcance médio da massa d'água quando de sua incidência sobre a praia em períodos de preamar e de baixa-mar. Os valores das preamares e baixa-mares foram levantados mediante consulta à tábua de marés da Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN). Para execução dos perfis, recorreu-se ao Método de Emery (1961) que consiste no alinhamento, perpendicularmente à linha de costa, de três balizas de 1,5 m de altura graduadas de 2 cm em 2 cm. A partir do alinhamento, a diferença vertical entre as balizas, resultado da declividade da praia, é obtida alinhando-se o topo de uma das balizas com a linha do horizonte, projetando-se a continuação desta linha imaginária na outra baliza o que fornecerá a diferença vertical entre as duas balizas. Com a sobreposição dos perfis construídos na preamar e na baixa-mar de um mesmo dia, pode-se perceber o alcance máximo e a diferença entre o alcance médio das correntes de maré na preamar e o alcance médio na baixa-maré. Ademais, determinou-se o alcance máximo interno das correntes de maré em fases de sizígia e de quadratura, com fins de comparação. Os perfis iniciaram-se sempre junto à vegetação de restinga, na área de contato da restinga com a areia. A primeira baliza, posicionada no início do perfil, é tomada como a baliza de referência para este trabalho. Todos os valores encontrados, relativos ao alcance médio e ao alcance máximo das correntes de maré, foram calculados a partir de um ponto inicial, representado pela baliza de referência. Esta pesquisa contém dados de quatro campanhas de campo realizadas durante as fases de maré de sizígia, sendo duas no inverno e duas na primavera, e uma campanha de campo efetuada em fase de maré de quadratura, esta realizada na primavera.
O objetivo proposto foi o de analisar as características hidrodinâmicas das correntes de maré, com respeito aos seus alcances médios, máximos e amplitudes, durante as preamares e as baixa-mares de sizígia e de quadratura, realizando análises comparativas entre as amplitudes ocorridas em cada levantamento e os alcances máximos verificados nas fases de sizígia e de quadratura, bem como entre as fases de sizígia em distintas épocas do ano. No levantamento de campo I, no inverno, a preamar situou-se em 1,2 m e a baixa-mar em 0,1 m, gerando flutuação de maré de 1,1 m. A amplitude de corrente de maré verificada foi de 18 metros, uma vez que o alcance médio ocorreu a 49,5 m na preamar e a 67,5 m na baixa-mar. No que se refere ao alcance máximo das correntes de maré, foi registrado 36 metros, portanto, considerando os eventos de alcance máximo, a faixa arenosa subaérea apresentou 36 m de largura (Figura 1). Durante o levantamento de campo II, a preamar atingiu 1,3 m e a baixa-mar - 0,1 m, determinando flutuação de 1,4 m. É interessante destacar que esta amplitude da tábua de marés foi a mais elevada dentre todas as utilizadas nos cinco levantamentos. A amplitude de corrente de maré registrada foi de 15,5 metros, sendo os alcances médios de 56,5 m na preamar e 72 m na baixa-mar. Com relação ao alcance máximo, este atingiu 29 metros evidenciando um alcance superior ao observado no levantamento I. Observou-se, neste caso, uma exposição de 29 metros de faixa arenosa. É possível que o alcance médio de 72 m na baixa-mar tenha sido baixo em decorrência da baixa-mar de - 0,1 m (Figura 2). Já durante a primavera, o levantamento de campo III foi realizado com preamar atingindo 1,1 m e a baixa-mar alcançando 0,1 m e uma flutuação de 1,0 m. A amplitude de corrente de maré registrada foi de 8,5 metros, inferior aos levantamentos anteriores. Os alcances médios foram de 63 m na preamar e 71,5 m na baixa- mar. O alcance máximo foi de 50,5 metros, representando a faixa da praia não atingida durante o alcance máximo (Figura 3). O levantamento de campo IV, também efetuado na primavera, desenvolveu-se com flutuação de maré de sizígia de apenas 0,6 m, onde a preamar atingiu 1,0 m e a baixa-mar 0,4 m, marca superior às baixa-mares utilizadas anteriormente. Foi registrado apenas 6 metros de amplitude de maré, possivelmente em resposta à reduzida flutuação de 0,6 m. Os alcances médios foram de 57 m na preamar e de 63 m na baixa-mar. Com relação ao alcance máximo, este foi de 34,5 m (Figura 4). O levantamento V, diferentemente dos anteriores, foi realizado em fase de quadratura que apresenta menor flutuação de maré. Neste levantamento não foi realizado perfil topográfico, utilizando-se uma trena para a aferição dos alcances médios e máximos. Trabalhou-se com uma flutuação de apenas 0,1 m e uma preamar de 0,8 m e baixa-mar de 0,7 m. A amplitude das correntes de maré foi de somente 2 metros, resultado dos alcances médios de 62 m na preamar e de 64 m na baixa-mar. O alcance máximo ocorreu a 52 m, relativo à largura da faixa de areia exposta durante este evento. Constataram-se, no ambiente estudado, amplitudes de correntes de maré de 18 m, 15,5 m, 8,5 m e 6 m nos levantamentos em fases de maré de sizígia e amplitude de apenas 2 m observada na fase de quadratura. Os alcances mais elevados (18 m e 15,5 m, no inverno) estão provavelmente relacionados às maiores flutuações de maré previamente divulgadas pela tábua de marés e que ocorrem mais comumente no período de inverno. As menores amplitudes, de 8,5 m e 6 m, ocorridas na primavera, devem estar associadas às menores flutuações anteriormente previstas pela tábua da DHN. A amplitude de maré muito reduzida de 2 m é resultado do levantamento em fase de quadratura que havia apontado, previamente, uma flutuação de apenas 0,1 m. Embora exista uma relação entre flutuação de maré observada na tábua e amplitude de correntes de maré, não se pode dizer que quanto maior a flutuação de maré prevista maior será a amplitude de corrente de maré. A topografia dos perfis praiais altera-se significativamente em escala temporal apresentando grandes variações morfológicas e rápidas mudanças no gradiente da frente praial. Esta característica morfodinâmica permite um maior ou menor espraiamento e alcance interno das correntes de maré quando do desenvolvimento de uma frente praial menos ou mais íngreme, respectivamente. O registro de amplitude de 15,5 m no levantamento II que teve flutuação recorde de 1,4 m pode exemplificar este processo, uma vez que sua amplitude foi menor que o levantamento I que apontou 18 m em uma flutuação inferior de 1,1 m. Os alcances máximos registrados apresentaram-se muito mais significativos do que os médios. Em média, este alcance foi 15 m superior, levando em conta os 5 levantamentos, chegando a apontar 27,5 m à mais de alcance no levantamento II. Embora o alcance máximo tenha ocorrido esporadicamente, ele deve ser considerado na análise da dinâmica costeira, pois representa o máximo alcance das massas d'água em sua incidência sobre a costa. Os alcances máximos também evidenciam a largura da faixa arenosa que encontra-se exposta. Esta largura variou de 29 m a 52 m, onde a largura de 29 m ocorreu em resposta ao maior alcance verificado, ocorrido no levantamento II, sob a maior preamar prevista, de 1,3 m. Este maior alcance pode ser atribuído ao fator preamar alta, no entanto, não se trata do único, pois outros interferem no espraiamento e no alcance das correntes de maré, principalmente a topografia praial. O segundo maior alcance máximo foi de 34,5 m e ocorreu no levantamento IV em uma preamar prevista de 1,0 m. Este resultado é um bom indicador de que preamares não muito elevadas também podem implicar em elevados alcances máximos, deixando evidente que existem outros fatores controladores, sendo a topografia praial um fator preponderante na determinação do espraiamento da massa d' água e seu consequente alcance. O levantamento III contou com preamar de 1,1 m e alcance máximo de 50,5 m, sendo este o segundo menor alcance, apenas superior ao de 52 m registrado em preamar reduzida de 0,8 m. É possível que este caso seja explicado, em parte, pela morfologia da frente praial observada no levantamento III que exibiu 23° de inclinação, o mais íngreme verificado. Foi constatada uma próxima relação entre preamar prevista e alcance máximo das correntes de maré. Talvez a relação entre a topografia e o alcance máximo seja ainda mais estreita influenciando sobremaneira no espraiamento e no alcance máximo das correntes de maré. Contudo, esta análise não encontra-se inserida no escopo desta pesquisa. O aumento da intensidade dos ventos com formação de ondas mais altas é um dos fatores que poderia explicar maiores alcances mesmo em preamares não muito altas. No entanto, os procedimentos metodológicos desta pesquisa se preocuparam em efetuar levantamentos com tempo estável, ondas fracas e brisas leves. Em termos de sazonalidade, pode-se perceber que o inverno, por meio dos levantamentos I e II, além de registrar as maiores amplitudes de correntes de maré (18 m e 15,5 m), também acusou dois dos três maiores alcances máximos (29 m e 36 m). Com relação ao levantamento V em fase de quadratura, notou-se conspícua diferença na amplitude com relação às observadas nas fases de sizígia. No entanto, talvez pelo fato de a preamar prevista não ser muito baixa, foi constatado alcance máximo similar ao levantamento III, em fase de sizígia. É provável que isto se deva, em parte, à topografia praial que parece ter um papel decisivo no processo hidrodinâmico de alcance máximo das correntes de maré. Contudo, não foi efetuado perfil topográfico neste levantamento, o que não permitiu inferir a inclinação da frente praial.
Perfil praial e os períodos de baixa-mar (esq.) e preamar (dir.) mostrando a amplitude das correntes de maré que alcançaram cerca de 18 metros.
Perfil praial e visão para leste da praia de Itacoatiara evidenciando a presença de um canal na baixa-mar (esq.) e seu afogamento na preamar (dir.).
Perfil exibindo amplitude de maré de 8,5 metros em flutuação de maré de 1,0 m. A menor amplitude deve estar associada à inclinação da frente praial.
Perfil praial mostrando a pequena amplitude e imagens exibindo um dos eventos de alcance máximo que afoga a frente praial e avança para o pós-praia.
Mesmo em ambiente de micromaré, expressivas amplitudes e alcances máximos de correntes de maré podem ser registrados, sobretudo em fases de sizígia. O inverno apresentou hidrodinâmica com amplitudes e alcances máximos mais significativos do que a primavera. Os alcances máximos foram superiores aos médios, mostrando a necessidade de considerar este registro que, embora eventual, representa o alcance máximo da massa d'água. A amplitude na fase de quadratura mostrou-se irrelevante, contudo o alcance máximo não deve ser desprezado, pois foi similar ao levantamento III em fase de sizígia. A morfologia praial condiciona o comportamento hidrodinâmico das marés, sendo um dos fatores que respondem pelo alcance interno das mesmas. A inclinação da frente praial parece ter forte controle sobre este processo. No inverno, a área de estudo é afetada por sistemas frontais que geram ondas de ressaca. Maior atenção deve ser dada a estes ambientes nesta época, visto que uma combinação destes eventos com marés mais altas de sizígia tende a gerar somatório de massas d'água que podem atingir setores bem internos. Esta pesquisa não considerou eventos de frontogênese, tendo efetuado levantamentos em clima de ondas associado a tempo bom. Áreas costeiras vêm sendo alteradas pelo crescente processo de urbanização e, na busca por maior equilíbrio entre sociedade e natureza, há necessidade de implantação de uma gestão integrada que considere o comportamento hidrodinâmico e morfodinâmico destes ambientes.
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), pela concessão de Bolsa de Doutorado à Fábio Guimarães Oliva.
CALLIARI, L.J.; MUEHE, D.; HOEFEL, F.G.; TOLDO Jr., E. (2003). Morfodinâmica praial: uma breve revisão. Revista Brasileira de Oceanografia. 51:63-78.
EMERY, K. O. (1961). A Simple Method of Measuring Beach Profiles. Limnology and Oceanography. v. 6, 90-93p.
DAVIS Jr., R. A. (1985). Coastal Sedimentary Environments. Springer-Verlag. 716p.
MUEHE, D. (1975). Análise ambiental no sistema costeiro sul-oriental do Estado do Rio de Janeiro. Dissertação de Mestrado. Pós-Graduação em Geografia da Universidade Federal do Rio de Janeiro. 141p.
MUEHE, D. (1989). Distribuição e caracterização dos sedimentos arenosos da plataforma continental interna entre Niterói e Ponta Negra, RJ. Revista Brasileira de Geociências. 19 (1): 25-36.
PRESS, F.; SIEVER, R.; GROTZINGER, J.; JORDAN, T. (2006). Para Entender a Terra. Understanding Earth. 4ª Edição. Tradução Rualdo Menegat et al. (UFRGS). Bookman, Porto Alegre. 656p.