ANÁLISE DA MORFOLOGIA EM PERFIL DO SISTEMA PRAIA DUNA AO LONGO DA ORLA URBANIZADA DO BALNEÁRIO CASSINO - RS, ATRAVÉS DE MÉTODOS TOPOGRÁFICOS

Autores

Rodrigues, G.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE (FURG)) ; Porto, F.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE (FURG)) ; Oliveira, U.R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE (FURG)) ; Ferreira, J.A.C. (INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGI)

Resumo

A orla oceânica é um complexo sistema de interações entre os elementos marinhos, continentais e atmosféricos, sendo assim uma região de alta complexidade. Este trabalho visa analisar a morfologia em perfil do sistema praia duna defronte a zona urbanizada do Balneário do Cassino/RS através de métodos topográficos. Para análise em perfil, foi feito levantamento de 17 perfis topográficos utilizando o sistema RTK-GPS onde foram selecionados parâmetros morfométricos como largura da praia, largura das dunas, altura das dunas e declividade da praia, além da análise qualitativa dos perfis. Os resultados indicaram um sistema praia duna bem desenvolvido, mas com variações espaciais significativas para um pequeno segmento de costa aparentemente homogêneo, derivados da ação de processos naturais e antrópicos em ambiente de influência estuarina.

Palavras chaves

Orla oceânica; Sistema praia duna; RTK-GPS

Introdução

A orla oceânica é uma estreita faixa de contato da terra com o mar, podendo englobar diversos ambientes, dentre os quais praias arenosas e dunas frontais. Segundo Short (1999) as praias arenosas oceânicas são corpos de sedimentos arenosos não coesivos e inconsolidados sobre a zona costeira. Constituem um dos ambientes mais ativos da zona costeira, sendo considerados como sistemas transicionais altamente dinâmicos e sensíveis, que constantemente ajusta-se a flutuações dos níveis de energia locais e sofrem retrabalhamento por processos eólicos, biológicos e hidráulicos (Hoefel, 1997). As dunas frontais se desenvolvem na adjacência de muitas praias em decorrência do secamento das areias praias e transporte para retroterra pelos ventos locais até que os mesmos se depositem. Atualmente, muitos trechos de orla vêm sofrendo diversas modificações frente ao uso humano. Exemplos, como o processo de urbanização da orla terrestre, obras de engenharia, que ao mesmo tempo em que agregam valor e renda a estes ambientes, alteram sua dinâmica sedimentar. De acordo com artigo 22 do Decreto Nº 5.300/2004, a orla marítima é a faixa contida na zona costeira, de largura variável, compreendendo uma porção marítima e outra terrestre, caracterizada pela interface entre a terra e o mar, tendo como marítimo: isóbata de dez metros, profundidade na qual a ação das ondas passa a sofrer influência da variabilidade topográfica do fundo marinho, promovendo o transporte de sedimentos e como limite terrestre cinquenta metros em áreas urbanizadas ou duzentos metros em áreas não urbanizadas, demarcados na direção do continente a partir da linha de preamar ou do limite final de ecossistemas. No Brasil constata-se uma significativa heterogeneidade em relação às características da orla. A distância entre a urbanização e a linha de costa, por exemplo, é bastante variável, visto que há áreas urbanas que se apresentam junto às praias, outras estão na retaguarda de campos de dunas frontais, outras sobre falésias. Os limites estabelecidos para a orla marítima brasileira poderão ser alterados, sempre que justificado, por exemplo em áreas com forte processo erosivo ou acrescivo. O Estado do Rio Grande do Sul possui uma orla oceânica aparentemente homogênea, com praias de areia fina e dunas frontais na retaguarda. Porém, segundo Dillenburg et al. (2003) o litoral do Rio Grande do Sul possui duas áreas de projeções da costa, onde há campos de dunas transgressivas, e duas áreas de embaiamento, onde predominam cordões litorâneos (beach ridges). As praias arenosas e as dunas frontais também acompanham essa variação, havendo praias onde predomina a transgressão sobre a barreira adjacente, gerando dunas escarpadas e suprimento dunar, praias onde predomina a progradação, gerando dunas embrionárias e novos cordões de dunas frontais e praias estáveis ou indefinidas. Assim as características dunares e de variação da linha de costa oscilam ao longo destes diferentes segmentos da costa gaúcha. A urbanização da orla oceânica do Rio Grande do Sul é mais contínua ao longo da costa no chamado litoral norte gaúcho, entre Torres e Tramandaí e é bastante pontual nos chamados litorais médio e sul, entre Tramandaí e Barra do Chuí. O diagnóstico ambiental das características do sistema praia duna nas áreas balneárias torna-se importante na medida em que estas áreas são bastante vulneráveis a morfodinâmica local. Segundo Calliari et al.(2006) ao sul da desembocadura da Lagoa dos Patos, encontram-se as praias mais dissipativas da barreira em decorrência presença dos sedimentos mais finos ao longo da costa, indicando a influência da descarga lagunar na zona costeira. Este trabalho tem como objetivo a análise da morfologia em perfil do sistema praia duna ao longo da orla urbanizada do balneário Cassino - RS, através de métodos topográficos. A área de estudo encontra-se no município do Rio Grande, estando cerca de 4 km ao sul da desembocadura da Lagoa dos Patos.

Material e métodos

Primeiramente foi feito um planejamento dos locais de medição utilizando o software Google Earth Pro®. Os perfis inicialmente teriam 500 metros de espaçamento, mas posteriormente a malha de dados foi composta por outros perfis chegando na distância média um do outro de aproximadamente 250m. Em dois momentos anteriormente a realização dos perfis foram realizadas vistorias in loco para escolha das áreas a serem medidas e instalação de pontos de controle. A medição dos perfis foi realizada em dois períodos do ano, no mês de abril, onde foram medidos 9 perfis com espaçamento de 500 metros entre eles e no mês de outubro, onde foram realizados mais 8 perfis na porção entre os perfis medidos anteriormente, para melhorar a malha amostral, totalizando 17 perfis em cerca de 4,3 km. O método utilizado para a medição foi o de posicionamento relativo cinemático em tempo real (Real Time Kinematic – RTK) de levantamento de dados pelo Sistema de Posicionamento por Satélites (GPS). Este método consiste em posicionar um receptor GPS em um ponto fixo de coordenadas conhecidas e outro receptor móvel no ponto no qual se deseja determinar as suas coordenadas Corseuil & Robaina (2003), possibilitando o levantamento topográfico por coordenadas geodésicas com alta precisão, tendo como intuito a obtenção de pontos com coordenadas x, y (posição) e z (altura elipsoidal). O levantamento foi efetuado através do receptor Geodésico da marca Leica Viva® GS15 GNSS, recebe as frequências L1 e L2 e L2C, com 120 canais, operando com uma tolerância na precisão em 3D (X, Y, Z) de 0,05m. O equipamento possui um rádio Pacific Crest ADL acoplado que lhe dá um alcance operacional de 12 km, podendo receber sinal dos sistemas GPS L2, GPS L5, Glonas, Galileo e BeiDou. Todos os pontos coletados foram registrados pelo modo stop-and-go que consiste em parar num determinado ponto e salvar as suas coordenadas. A antena de estação base permaneceu fixa no ponto de apoio altimétrico. A base de dados topográficos consistiu de 992 pontos coletados ao longo dos 17 perfis, dispostos transversalmente a linha de costa desde a retaguarda do campo dunas até a linha d’água. Foi usado o sistema MAPGEO10 do IBGE para calcular a ondulação geoidal, depois foi feita a diminuição em relação ao valor obtido do Z informado pelo RTK. Os dados coletados foram organizados em uma tabela Excel com cada ponto adquirido e as suas respectivas coordenadas X, Y baseadas em Sirgas 2000, zona 22 Sul, projetadas em UTM (Universal Transversa de Mercator) e coordenadas de altitude Z („H‟) que correspondem à altitude do ponto amostrado em relação ao elipsóide WGS84, com as coordenadas de altitude Z (geométricas) foram então convertidas para altitudes reais (ortométricas “h‟) fazendo analogia ao modelo do geóide local. Esta conversão foi realizada através do modelo de ondulação geoidal calculado a partir da equação (N=H-h) chegando-se a um valor de 4,555. Esta altitude ortométrica determinada com base no ponto da Referência de Nível (RN1961E) e o valor de apoio altimétrico da BASE_CORSAN foram calibrados utilizando o nivelamento geométrico feito por Teixeira (2011) que encontrou o valor ortométrico (H) de 3,376 metros, subtraindo os valores encontrados por 1,179. Foram analisados parâmetros morfométricos como comprimento do campo de dunas, largura das dunas frontais, altura máxima das dunas, largura da praia subaérea e declividade da praia (Tabela 1), além da análise qualitativa dos perfis. A declividade da praia foi obtida através da medição do limite superior da mesma, a cota zero do perfil e a distância horizontal entre os pontos. O cálculo foi efetuado com base no Teorema de Pitágoras onde através da diminuição das alturas entre os dois valores obtêm-se o cateto oposto, e mediante este valor o mesmo foi dividido pela distância horizontal entre os pontos. Como a inclinação é dada em graus (º) = Â = arctg DV/DH o valor foi estabelecido mediante o valor da tangente.

Resultado e discussão

Após o levantamento topográfico dos perfis e a plotagem destes no programa Qgis® pode-se observar a localização dos mesmos no sistema praia duna, (Figura 1). Figura 1: Mapa de localização do perfis no sistema praia duna no Balneário Cassino.Fonte: Autores. Os parâmetros morfométricos derivados da realização dos perfis escolhidos para análise encontram-se na Tabela 1. Estes indicam que o sistema praia duna na porção defrontante ao balneário Cassino é bem desenvolvido. Embora relativamente homogêneo, verifica-se que apresenta variações ao longo da orla se considerar o pequeno trecho analisado. Quanto à largura do perfil medido, a média aritmética entre todos os perfis foi de 317,4 metros, variando de 246,3 metros no P1 a 407,5 metros no P17, tendo uma leve assimetria com aumento da largura do sistema praia duna mais ao sul, dada a geometria da linha de costa, presença da área urbana e desenvolvimento dunar. Com relação à largura do campo de dunas, esta variou de 135,2 metros no P1 a 266,2 no P14, também se apresentando mais largas no segmento sul. A largura das dunas frontais variou entre 41,7 no P1 e 79,8 no P6 e a altura máxima destas oscilou entre 4,1 metros no P17 a 6,9 metros no P8. Já a largura da praia subaérea variou substancialmente para um pequeno segmento, de 68,3 metros no P12 a 147,9 no P5, sendo mais larga entre os perfis 2 e 9. A declividade da praia variou de 0,41 no P14 a 1,04 no P1, mostrando uma praia bem plana dada a composição sedimentar da praia ser de areia fina a muito fina com eventuais depósitos de lama, dada influência estuarina. O fato dos dados terem sido coletados em dois períodos distintos aparentemente não teve grande influência. Tabela 1. Parâmetros morfométricos quantitativos dos 17 perfis localizados ao longo da orla urbanizada do balneário Cassino.Fonte: Autores Os dados apresentados na Tabela 1 podem estar associados a vários fatores. Quanto ao amplo desenvolvimento do sistema praia duna, além do caráter progradante da planície costeira adjacente (Dillemburg e Hesp, 2009), a área de estudo se situa sob influência da desembocadura da laguna dos Patos, que lança grande quantidade de sedimentos para a plataforma interna (pluma estuarina) e estes são carreados pela praia pela ação marinha em direção a orla do Balneário do Cassino. Há de se considerar a interferência antrópica no contexto. A construção dos Molhes da Barra que exerce alterações decisivas na dinâmica evolutiva da linha de costa, pois interfere no fluxo e deposição dos sedimentos, bem como na propagação de ondas. Lélis (2003) destaca que esse processo viabiliza um maior depósito de sedimentos e incide na variação positiva da linha de costa no trecho de praia ao sul da desembocadura lagunar. Segundo Calliari & Klein (1993) a competência hidrodinâmica do canal, que lança no mar uma grande quantidade de material, atua como uma barreira para os sedimentos transportados, assim Calliari et al. (2007) nos mostra que, em eventos de alta energia podem ocorrer depósitos lamíticos no perfil praial, o que acaba por alterar o comportamento morfodinâmico destas áreas assim como representam um risco potencial à utilização das mesmas. Lélis (2003) também aponta à influência imposta pela estrutura dos molhes na alteração do comportamento praial, sendo este responsável pela existência de uma “zona de sombra” na praia. Conforme o autor “[...] dependendo da direção de propagação da ondulação, um determinado trecho fica relativamente mais protegido do que o restante da costa. Além disso, processos de refração associados aos padrões de difração ocorrentes na extremidade do molhe induz um padrão hidrodinâmico muito mais complexo e heterogêneo nesse setor da costa” (LÉLIS, 2003). Observa-se assim que com os constantes depósitos de lama que ocorreram são empacotados por sedimentos eólicos permitindo uma progradação da linha de costa. Parte dessa grande quantidade de sedimentos que chega a praia é transportado em direção a retroterra formando um extenso cordão de dunas frontais, com presença ocasional de depósitos eólicos sobre o pós-praia e dunas embrionárias (Figura 3). Vale observar aqui que o balneário do Cassino passou por um plano de manejo de dunas que segundo Carvalho et al. (2003) demonstrou que é possível conciliar a conservação do sistema de dunas com a zona urbana adjacente, desde que seja feita uma série de ações de manejo e conservação integradas e sincronizadas entre si, e também haja sensibilidade e participação por parte da comunidade, comprometimento do poder público e, essencialmente, continuidade do trabalho. Ressalta-se que nos perfis mais ao norte da área de estudo (P1 a P7), atualmente o desenvolvimento das dunas frontais é maior, talvez explicado pela menor influência dos depósitos de lama em anos anteriores, que inibem o crescimento dunar. O Perfil 9 apresenta significativa alteração antrópica por pisoteio. Já a partir do perfil 10 as dunas são mais desenvolvidas na retaguarda, apresentando mais cristas, retrato de um momento eólico mais ativo anterior seguido de um momento de atenuação derivado da incidência dos depósitos lamosos, que se deu antes neste segmento (P10 a P17) que ao norte do balneário (P1 a P9). Figura 2: Perfis plotados através de uma planilha do excel, que gerou os gráficos da morfologia do sistema praia duna.Fonte: Autores.

Mapa de localização do perfis no sistema praia duna no Balneário Cassino.Fonte: Autores.


Parâmetros morfométricos quantitativos dos 17 perfis localizados ao longo da orla urbanizada do balneário Cassino.Fonte: Autores.


Perfis plotados através de uma planilha do excel, que gerou os gráficos da morfologia do sistema praia duna.Fonte: Autores.

Considerações Finais

Os dados analisados demonstram que a orla ao longo da área urbana do balneário do Cassino possui um sistema praia duna bem desenvolvido, mas com variações espaciais significativas para um pequeno segmento de costa aparentemente homogêneo. O grande desenvolvimento do sistema praia duna está associado a significativa quantidade de sedimentos que chega ao sistema, derivado da localização da área de estudo, em um trecho de barreira progradante com influência estuarina. Aspectos de origem antropogênica como a construção e expansão dos molhes da Barra do Rio Grande e periódicas atividades de dragagens portuárias também influenciam na morfologia da área, tal como ações de manejo com preservação dunar. Já as variações ao longo da área estão associadas a essa complexa praia com influência estuarina e antrópica, onde áreas de atenuação de energia e depósitos de lama influenciam na declividade da praia e desenvolvimento dunar. Após a análise dos dados considera-se para estudos da morfologia do sistema praia duna utilizando métodos topográficos, o GPS-RTK é um equipamento de fácil e rápida obtenção de dados possibilitando estimar as informações com boa precisão. O próximo passo será a construção de um modelo digital de elevação e continuar na avaliação dos processos responsáveis pela morfologia medida.

Agradecimentos

Agradecemos ao CNPq pela aprovação do Projeto (Processo 446963/2014-3) no Edital Universal 14/2014, no qual este trabalho está inserido. Também a mesma pela bolsa PIBIC para o primeiro autor realizar este trabalho. Agradecemos ao IFRS Campus Rio Grande por disponibilizar para este estudo o equipamento GPS- RTK. Agradecemos também graduado em Física Bacharelado Gabriel Lauffer Ramos pela tradução do resumo deste trabalho.

Referências

Calliari, L. J. Toldo, E. E. Jr. Nicolodi, J. L. 2006 Classificação geomorfológica do litoral brasileiro. Ministério do Meio Ambiente. Porto Alegre RS.
Calliari, L.J., Muehe, D., Hoefel, F.G. & Toldo Jr., E. 2003. Morfodinâmica praial: uma breve revisão. Revista Brasileira de Oceanografia, 51:63-78.
Calliari, L., Klein. 2011 A. Características Morfodinâmicas e Sedimentológicas das Praias Oceânicas Entre Rio Grande e Chuí, RS. Pesquisas em Geociências, Local de publicação. Disponível em: http://seer.ufrgs.br/PesquisasemGeociencias/article/view. Acesso em: 14 de janeiro de 2016.
Calliari, L.J., Guedes, R.M.C., Pereira, P.S., Lélis, R.F., Antiqueira, J.A., Figueiredo, S.A. 2010 Perigos e riscos associados a processos costeiros no litoral Sul do Brasil (RS): Uma síntese. Braz. J. Aquat. Sch. Technol, 14(1): 49-61.
Carvalho, R.V.; Da Silva, K.G.; Beckenkamp, P.R.C. & Messias, L.T. 2003. Gestão ambiental no sistema de dunas costeiras – área de preservação permanente, no balneário Cassino - RS. Áreas protegidas: conservação no âmbito do Conesul / editado por Alex Bager – Pelotas: Edição do editor.
Corseuil, C.W. & Robaina, A.D., 2003. Determinação altimétrica através de sistema de posicionamento global. Ciência Rural, 33(5): 673-678.
Dillenburg, S.R.; Roy, P.S.; Cowell, P.J. & Tomazalli, L.J. 2000. Influence of Antecedent Topography on Coastal Evolution as Tested by the Shoreface Translation-Barrier Model (STM). Journal of Coastal Research, 16:71-81.
Dillenburg, S. R., Tomazalli, L. J.; Clerot, L. C. P. 2003. Gradients of wave energy as the main factor controlling the evolution of the coast of Rio Grande do Sul in southern Brazil during the Late Holocene. In: Proceedings of the 5th International Symposium on Coastal Engineering and Science of Coastal Sediment Process (New York: American Society of Civil Engineers), v.1, CD.
IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. 1999 Glossário Geológico. Departamento de Recursos Naturais e Estudos Ambientais. Rio de Janeiro.
IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. 2010. Geociências, sistema MAPGEO10. Disponível em: http://www.ibge.gov.br/home/mapa_site/mapa_site.php#geociencias. Acesso em: 20 jul. 2015
Lélis, R. J. F. 2003. Variabilidade da linha de costa oceânica adjacente às principais desembocaduras do Rio Grande do Sul. Rio Grande: Universidade Federal do Rio Grande. Monografia do curso de Oceanologia.
Morton, R.A.; Leach, M.P.; Paine, J.G & Cardoza, M.A., 1993. Monitoring beach changes using GPS surveying techniques. Journal of Coastal Research, 9(3), 884-908.
Oliveira, U.R. 2011. Utilização e conservação de trechos da orla oceânica da Ilha de Santa Catarina e problemas associados à erosão costeira. CaderNAU: Cadernos do Núcleo de Análises Urbanas/FURG. – v.4, nº.1 (2010/2011). Rio Grande: Editora da FURG, 9-28.
Teixeira, D.L. 2011. Elaboração da carta de ondulações geoidais da metade sudoeste do Balneário Cassino, Rio Grande/RS, com uso do sistema GNSS/Nivelamento. Monografia de conclusão de curso. Curso de Geoprocessamento. Instituto Federal – Campus Rio Grande.
Tomazelli, L.J. 1993. O Regime dos Ventos e a Taxa de Migração das Dunas Eólicas Costeiras do Rio Grande do Sul, Brasil. Pesquisa 20(1), 18-26
Wrigth, L.D.;Short, A. D. 1984. Morphodynamic variability of beaches and surf zones, a systhesis. Marine Geology, .92-118p.