Autores

Cardoso, I.C.B. (UFF) ; Fernandez, G.B. (UFF) ; Oliveira Filho, S.R. (UFF) ; Monteiro, S.C. (UFF)

Resumo

As dunas primárias entre Arraial do Cabo e Cabo Frio - RJ apresentam variabilidade quanto ao volume e morfologia, se tornando mais expressivas em direção ao norte da praia. O objetivo do trabalho foi identificar como a orientação da linha de costa associada aos ventos de mar para terra e o tamanho da pista são importantes na diferenciação morfológica e no desenvolvimento das dunas frontais na praia de Cabo Frio. Para tanto, foram realizados perfis topográficos e blocos de representação tridimensional em diferentes pontos do arco. Os resultados mostraram que o desenvolvimento desigual das dunas está associado principalmente à obliquidade na incidência dos ventos de NE e à extensão da pista de vento, influenciados pela gradual mudança de orientação da linha de costa. O setor mais ao norte sob condições morfodinâmicas de praia dissipativa e favorável a formação de pista de vento apresentou maiores volumes de dunas, com formação de dunas transversais junto a costa.

Palavras chaves

Dunas Frontais; Orientação da Linha de Costa; Morfodinâmica de Praia

Introdução

As dunas costeiras primárias ou aquelas adjacentes a costa ocorrem a partir da remobilização de sedimentos pelos ventos, em direção ao pós-praia. Entre os diferentes tipos de dunas primárias, as dunas frontais podem ser consideradas as mais importantes por estarem posicionadas frontalmente a costa e participarem efetivamente dos processos de amortecimento da ação das ondas em condições de tempestade. A definição de dunas frontais mais aceita foi proposta por Hesp (2002), em que o autor as define como acumulações sedimentares em forma de cristas, subdivididas em incipientes e estabelecidas, formadas paralelas à costa no topo do pós-praia associadas a presença de vegetação. O desenvolvimento das dunas frontais envolve não somente a rugosidade exercida pela vegetação, mas principalmente uma relação direta entre a morfodinâmica de praia e a ação dos ventos. Os processos hidrodinâmicos transportam sedimentos da zona de surfe para a praia, favorecendo a ação eólica que transporta os sedimentos para serem fixados no pós-praia pela vegetação. Para tanto, alguns fatores são importantes ao potencial de transporte eólico, como a orientação da linha de costa, a intensidade e frequência dos ventos, a extensão da pista de atuação dos ventos e as características dos estágios morfodinâmicos de praia. A relação entre classificação morfodinâmica de praia e a formação de dunas frontais foi sistematizada por Short e Hesp (1982), que apontam as praias dissipativas e intermediárias como favoráveis ao desenvolvimento de dunas frontais. Para os autores a relação positiva entre as condições dissipativas se deve a energia de onda, a granulometria fina e a extensão da área de ação eólica. É notório que ao longo de uma praia a orientação da linha de costa muda, assim como a exposição da mesma a diferentes fatores, como energia de onda e o ângulo e incidência dos ventos, controlando as interações praia-duna (WALKER et al., 2017). O nível de exposição da costa aos ventos produz variações no transporte de sedimentos, pois dependendo da orientação a incidência dos ventos tenderá a ser oblíqua ou transversal à costa, aumentando ou diminuindo a pista de praia disponível para remobilização de sedimentos (DELGADO-FERNANDEZ, 2010). Hesp (1999) considera importante também o gradiente de declividade da praia, visto que superfícies mais planas tendem a favorecer o transporte de sedimentos em direção ao continente. Já Delgado-Fernandez (2010) considera o efeito de pista de vento como fundamental no desenvolvimento de dunas frontais e o define a partir do aumento da taxa de transporte de sedimentos, com distância a favor do vento sobre uma determinada superfície em que haja disponibilidade de sedimentos, onde a relação entre o ângulo de aproximação do vento e a largura da praia determina a distância da pista. A influência destes fatores na formação de dunas frontais parece ocorrer no arco praial localizado entre Arraial do Cabo e Cabo Frio - RJ, onde as dunas primárias aparecem bem preservadas e desenvolvidas. Nesta área há um histórico de investigações acerca da relação entre praia-duna-antepraia (FERNANDEZ et al., 2009, MOULTON et al., 2013 e FERNANDEZ et al., 2017), porém em nenhum destes trabalhos foi explorada a relevância que a orientação da linha de costa exerce em relação a formação de pistas de vento sobre a praia controlando a formação e desenvolvimento de dunas primárias. Desta forma, este trabalho tem por objetivo identificar como a orientação da linha de costa, associada aos ventos oriundos de mar para terra, é determinante para a formação e tamanho da pista de vento, que, em última análise, é fundamental para a gênese e morfologia das dunas primárias ao longo do arco praial de Cabo Frio. Cabo Frio se presta a este objetivo por apresentar diferentes orientações da linha de costa, em relação aos ventos predominantes de NE (BARBIÉRE, 1984; FERNANDEZ et al., 2017) atuando na direção mar-terra.

Material e métodos

Para se atender aos objetivos do trabalho, o arco praial de Cabo Frio foi dividido em 3 setores: Norte, Central e Sul. Estes setores foram subdivididos a partir de trabalhos pretéritos que identificaram diferentes características morfodinâmicas, sendo a parte mais setentrional classificada como dissipativa, a parte Central caracterizada por perfis intermediários e o setor meridional mais refletivo (ver, por exemplo, PEREIRA et al., 2008). Com o intuito de se determinar as características morfológicas representativas das dunas primárias foram realizados blocos tridimensionais de detalhe, a partir de dados interpolados de altitude e coordenadas geográficas obtidos por Sistemas Diferenciais de Posicionamento em modo cinemático (rover), totalizando quatro blocos tridimensionais: um no setor sul, um no central e dois ao norte. O sistema DGPS utilizado foi suportado por um bastão e conduzido pelo operador dentro da área mapeada, adquirindo dados altimétricos contínuos a cada segundo, referenciados ao elipsóide. Em laboratório os arquivos foram descarregados no programa NovAtel CDU e depois transferidos para o programa GTR Processor 2.89, onde os dados passaram por um processo de correção das coordenadas obtidas, utilizando a base de referência da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo disponibilizada pelo IBGE (RBMC). No software MAPGEO2010, a partir das coordenadas obtidas, os valores de altitude elipsoidal foram convertidos para os valores de altitude ortométrica. Desta forma, as coordenadas e altitudes corrigidas foram trabalhadas no programa Surfer 8, criando por meio de interpolação uma superfície georreferenciada. Dentre os diferentes métodos de interpolação disponíveis, testes realizados mostraram que o interpolador Kriging foi o mais adequado para os objetivos do estudo, por apresentar a superfície tridimensional mais fiel ao terreno mapeado. Desta forma, foram gerados Modelos Digitais de Elevação (MDE) que permitiram a caracterização morfológica em detalhe das dunas. Com o objetivo de representar a interação entre a morfodinâmica de praia e duna frontal foram realizados perfis topográficos bidimensionais transversais à praia. As medições foram feitas utilizando Estação Total e prisma de reflexão a partir dos Referenciais de Níveis (RNs). A área de estudo faz parte de uma rede de monitoramento de morfodinâmica de praia na região iniciada em 2004 e por isso existem RNs pré-estabelecidos em cada setor. As sessões transversais foram sobrepostas em um gráfico de dispersão com linhas suaves, gerando perfis topográficos bidimensionais da praia. Foram totalizados quatro perfis: um no setor sul, um no central e dois ao norte. Vale destacar que os perfis transversais e os blocos tridimensionais não foram adquiridos na mesma campanha e nem no mesmo local, o que leva a uma possível diferença das altitudes entre os dois produtos. Buscando mostrar a influência da orientação da linha de costa sobre a incidência dos ventos de NE ao longo do arco praial foram elaboradas rosas dos ventos, considerando a orientação da linha de costa e a exposição da mesma.

Resultado e discussão

Os resultados relativos aos perfis transversais a costa sugerem que de fato as dunas primárias apresentam volume crescente de sul para norte, conforme a Figura 1 mostra, especificamente na análise comparativa entre os perfis A até C. O perfil no setor sul (A) apresenta aproximadamente 60 metros extensão da praia emersa, com face praial apresentando um gradiente acentuado (Figura 1A). Estes resultados são condizentes com as características morfodinâmicas variando entre o estado refletivo (REF) e intermediário de terraço de baixa-mar (TBM). As dunas primárias observadas neste trecho foram classificadas como frontais, em função da colonização por vegetação rasteira, que provavelmente fixou sedimentos eólicos até altitudes de aproximadamente 5 metros (Figura 1A). No setor central há tendência de aumento das altitudes e, portanto, do volume das dunas primárias, também classificadas como frontais, com altitudes próximas a 5,5 metros no topo da barreira (Figura 1B). Pereira et al. (2008) indica que as características morfodinâmicas associadas a perfis intermediários de fato podem ser identificados neste setor, caracterizado por faces de praia mais suaves. Já no setor norte do arco praial a linha de costa apresenta uma mudança significativa, alterando sensivelmente o nível de exposição da costa aos ventos de NE, que passam a incidir mais obliquamente à costa e paralelamente às dunas (Figura 2), gerando maior superfície para remobilização de sedimentos pelo vento. Os perfis deste setor são os que possuem maior grau de variabilidade morfológica e maiores distâncias, se diferenciando do restante do arco, conforme ilustrado nas Figuras 1C e 1D. As características dissipativas (DISS) da praia - principalmente a presença de sedimentação fina - e o nível de exposição da costa aos ventos de NE favorecem o desenvolvimento de dunas frontais e a formação de cortes eólicos em seu interior (Figura 3 – Bloco 3). A orientação destes cortes eólicos condiz com a direção preferencial dos ventos que atuam na região, no caso, estão orientados para NE. Desta forma, o setor norte contém o cenário ideal para um efeito de pista de vento, como ventos constantes soprando sobre a costa, disponibilidade de sedimentação fina e grande extensão de pós-praia. Além disso, a topografia suave facilita a remobilização dos sedimentos. Embora a Figura 3 mostre que há um aumento no tamanho das dunas ao longo do setor norte, ultrapassando 7,5 metros de altitude no bloco 4, o que se percebe ao longo deste setor é a formação de dunas transversais, barcanas e barcanóides, consorciadas com dunas frontais e cortes eólicos (Figura 4). Principalmente no extremo deste setor os ventos de NE passam a incidir paralelamente às dunas (Figura 2 - Perfil D), promovendo um efeito de pista de vento muito pronunciado sobre o pós-praia, que é bastante extenso. Isto aumenta a variabilidade morfológica, dificulta as condições para acumulação sedimentar, inibe a colonização da vegetação para a formação de dunas frontais e propicia a configuração de dunas livres, principalmente as dunas transversais. Este tipo de dunas também ocupa a posição frontal à costa e sua formação se dá em regiões com alto aporte sedimentar e ventos soprando em direção à costa, formando depósitos eólicos de grande extensão (MIOT DA SILVA, 2006; SHORT e HESP, 1982; HESP e THOM, 1990). Desta forma, no setor norte do litoral de Cabo Frio há uma transição com diferentes feições, onde nem todas as dunas localizadas frontalmente a costa são consideradas dunas frontais. A área de estudo apresenta uma variabilidade quanto ao tamanho e morfologia das dunas primárias ao longo do arco de praia (Figura 3), influenciada principalmente pelo nível de exposição da costa aos ventos de NE, extensão da pista de atuação do vento e condições morfodinâmicas da praia. Os setores analisados apresentam distintos estágios morfodinâmicos, anteriormente estabelecidos por Pereira et al. (2008) para a planície costeira de Cabo Frio, baseando-se na escola australiana de Wrigth e Short (1984). Os autores descrevem o setor sul com estágio predominantemente refletivo, intermediário no centro e dissipativo ao norte. Considerando praias dissipativas e intermediárias como favoráveis ao desenvolvimento de dunas frontais (SHORT e HESP, 1982), os setores norte e central de Cabo Frio seriam a porção do arco com tendência a dunas frontais mais expressivas, o que se confirma. As dunas frontais são mais desenvolvidas ao norte do arco praial, com altitudes superiores a 7 metros, onde as características morfodinâmicas são dissipativas (Figura 1C), e no centro, onde a altitude é superior a 5 metros no topo da barreira e as características morfodinâmicas são predominantemente intermediárias (Figura 1B). Todavia, é importante ressaltar que o desenvolvimento de dunas frontais não está associado apenas ao estágio morfodinâmico de praia, mas também às diferentes exposições da costa em relação aos ventos (MIOT DA SILVA, 2006). Na área de estudo o aumento de tamanho das dunas primárias do sul para o norte tem relação com a ação intensiva dos ventos. Desta forma, mesmo sob condições morfodinâmicas favoráveis ao desenvolvimento de dunas frontais e apesar da pista de vento ser bastante pronunciada, o perfil D da Figura 1 apresenta dunas com altitude próxima a 4 metros. A obliquidade de incidência dos ventos tende a transportar os sedimentos paralelamente à costa neste trecho (Figura 2). À medida que se aproxima do perfil C ocorre uma variação da orientação da linha de costa, favorecendo a deposição dos sedimentos neste trecho (Figura 1C). Esta variabilidade está associada a gradual mudança da orientação da linha de costa, que se mostrou como fator principal na variação da incidência dos ventos de NE sobre a costa e na formação de diferentes pistas de vento. Ao sul os ventos de NE incidem com ângulo quase normal à costa, reduzindo o tamanho da pista e, assim, o potencial de transporte de sedimentos. Diferentemente ao norte os ventos de NE incidem mais obliquamente à costa ou paralelamente às dunas (Figura 2). Essa obliquidade do transporte eólico resulta no aumento da pista para transporte de sedimentos pelo vento, alimentando o sistema de dunas frontais.

Perfis topográficos transversais à costa espacializados na ortofoto (IBGE) obtida em 2005.


Relação entre a orientação da linha de costa local e a incidência dos ventos de NE na formação do efeito de pista de vento.


Blocos de representação tridimensional em diferentes pontos do arco praial de Cabo Frio, espacializados na ortofoto (IBGE) obtida em 2005.


À esquerda: dunas barcanóides ao longo do setor norte. À direita: presença de cortes eólicos nas dunas. Coordenadas: 23K 805514.83 E/ 7465667.57 S.

Considerações Finais

O desenvolvimento das dunas primárias de sul para o norte do arco praial de Cabo Frio é reflexo da orientação da linha de costa associada aos ventos predominantes de NE, ou seja, características relacionadas à pista de vento. Em direção ao norte os ventos de NE tendem a incidir a praia com maior obliquidade, favorecendo o efeito de pista de vento, o que ocasiona o potencial de transporte de sedimentos em direção ao continente e o aumento gradual das dunas por transporte eólico. Em particular se notou que as dunas primárias ao norte não podem ser consideradas como frontais, strictu sensu, sendo possível perceber a formação de dunas barcanas, barcanóides e transversais, consorciadas com dunas frontais e cortes eólicos. Ao sul, provavelmente em função do decréscimo da pista o transporte de sedimentos é menos eficiente, permitindo a fixação deste material por vegetação rasteira, formando dunas frontais nos trechos mais meridionais. Os perfis de praia mostraram padrões topográficos condizentes com os estágios morfodinâmicos da praia, ajustados a padrões de associação com o desenvolvimento desigual das dunas. Desta forma, no trecho DISS ao norte houve maiores volumes de sedimentos eólicos se comparado com o sul, dominado por padrões REF ou de TBM, menos favoráveis ao desenvolvimento de dunas primárias. Portanto, se conclui que a relação praia-duna não está relacionada somente aos padrões morfodinâmicos, mas ao efeito entre a orientação da linha de costa e a ação dos ventos.

Agradecimentos

Os autores agradecem a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Ensino Superior (CAPES) pela concessão de bolsa de mestrado para Izabela Cardoso. Também agradecem aos componentes do Laboratório de Geografia Física (LAGEF) da UFF pelos dados de morfodinâmica coletados ao longo de 10 anos de monitoramento.

Referências

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