Autores

Pereira, T. (UERJ) ; Saliba, A. (UERJ) ; Lessa, A.C. (UERJ) ; Guzzo, A. (UERJ) ; Assis, S. (UERJ)

Resumo

Um trecho da orla carioca vem sofrendo há pelo menos uma década por processos erosivos sobre as estruturas urbanas. Nos meses de setembro a novembro de 2017, esta área experimentou forte avanço do mar e os prejuízos materiais foram os mais altos já registrados. De fato, a vulnerabilidade às forçantes costeiras repousa sobre o modo de ocupação da linha de costa, a partir de alterações das características naturais e geomorfológicas sobre um compartimento altamente dinâmico. As investigações se basearam em monitoramento por perfis de praia, mapeamento com imagens providas por VANT e pesquisa em portais de notícias e documentos sobre eventos pretéritos no local. Os resultados mostram forte assimetria da linha de costa pelas imagens aéreas de antes e após a urbanização da Praia da Macumba, enquanto que os perfis associados às observações dos climas de ondas, indicam uma condição específica de transporte litorâneo como fator prejudicial e uma lenta recuperação das condições de estabilidade.

Palavras chaves

morfodinâmica de praia; erosão costeira; orla urbana

Introdução

O comportamento erosivo sobre linha de costa depende de fatores combinados de ordem meteorológica e oceanográfica, resultando numa interação entre fluidos e sólidos inconsolidados que compõem as praias. Em situações mais extremas, como eventos de alta energia, amplia-se as áreas emersas atingidas e suas estruturas naturais à retaguarda (dunas frontais, cordão litorâneo, entre outras). De fato, esta é uma característica comum e natural de zonas costeiras expostas às ondas de alta energia (WRIGHT e THOM, 1977; WRIGHT e SHORT, 1984; SHORT, 1999). As praias do litoral do Estado do Rio de Janeiro, em sua grande maioria, assume de forma bem expressiva esse comportamento intercalado entre períodos de erosão e estabilidade, controlado diretamente pelo clima de ondas (FERNANDEZ et al., 2015). Por apresentar basicamente duas direções preferenciais da linha de costa: Ne-Sw e E-W (MUEHE e VALENTINI, 1998), o litoral fluminense está submetido diretamente à ondulações de tempo bom (alísios, de alta pressão atmosférica do Atlântico sul, - ASAS) e de tempestade (frentes frias migratórias - mPa), (SOUZA, 1988; PINHO, 2003). O trecho conhecido como Praia da Macumba e Praia do Pontal, possui seus aspectos geomorfológicos como parte de um sistema de barreiras arenosas costeiras governadas por ondas, no qual a barreira frontal ao mar é de idade holocênica (± 5.500 anos AP). Segundo Muehe (1998), ao longo do Macrocompartimento dos Duplos Cordões Litorâneos (Cabo Frio – Ilha da Marambaia), essa barreira frontal é acompanhada de áreas de depressão à retaguarda formadas pelo contato com a barreira interior de idade pleistocênica (±. 120.000 anos AP), com possibilidade de afloramento do lençol freático nas áreas mais deprimidas, que permite o a formação de lagunas em formato delgado. Essas barreiras frontais possuem cotas altimétricas que variam de 3 a 8 metros de altitude, e estão diretamente associadas a fatores e processos de dinâmica atual, como trechos onde ocorrem transposição e sobrelavagem de ondas sobre a barreira em períodos de ressacas – menor altimetria – e trechos com formação de dunas frontais e controle da vegetação é mais eficiente – maior altimetria (MARTINS, 2016). Por outro lado, é observado um contínuo incremento da ocupação da orla por moradias e equipamentos urbanos, que suprime dramaticamente as feições e aspectos morfológicos naturais que estariam em ajuste morfodinâmico com as forçantes responsáveis pelo equilíbrio dessas áreas. Diante desse quadro, vimos nas últimas décadas que a acelerada ocupação não veio acompanhada de políticas de planejamento e ordenamento territorial, em especial aquelas na esfera da gestão costeira. Lins de Barros (2005) e Souza (2009) apontam que, neste âmbito das políticas públicas, os conhecimentos adquiridos ao longo dos anos sobre a dinâmica do nosso litoral, na prática, quase nada tem sido absorvido ou incorporado quando se observam tomadas de decisão diante o problema de erosão em orlas urbanizadas. Invariavelmente, o resultado é o desperdício de recursos financeiros públicos com a implantação de obras de engenharia costeira que não resolvem o problema e, algumas vezes, agravam ainda mais a erosão, com exemplos visíveis de projetos e obras mal-sucedidos nas cidades litorâneas de maior adensamento urbano (PEREIRA et al., 2017). Nesse aspecto de dinâmica costeira versus urbanização da faixa litorânea, o presente trabalho traz informações e dados recentes de monitoramento morfodinâmico, ainda em fase inicial, à respeito do processo erosivo que vem ocorrendo em um trecho a oeste da orla da cidade do Rio de Janeiro, que abrange a Praia do Pontal - P1 e P2, e a Praia da Macumba - P3, P4, P5 e P6. (Figura 1). São apresentados também dados de aerolevantamentos para detecção da variação da linha de costa e evolução da erosão, e um apanhado histórico sobre a recorrência de fases erosivas e de destruição de estruturas urbanas e as respectivas ações públicas tomadas para este problema recorrente.

Material e métodos

As informações obtidas parte de levantamentos em quatro campanhas para perfil topográfico de praia e duas para aquisição de imagens aéreas através de um VANT -Veiculo Aéreo Não Tripulado, com datas em 11/12, 18/10, 01/11 e 24/11 de 2017. Foram levantadas também, informações pretéritas sobre a recorrência de erosão da área através de pesquisa nos principais veículos de comunicação como notícias e reportagens no qual o assunto sobre: "reconstrução de calçadão", "pavimentação da orla", "erosão ou destruição do calçadão da praia da Macumba" foi documentado. Aerolevantamentos de Imagens O método utilizado consiste em três etapas: aquisição, processamento e análise dos produtos gerados. O VANT utilizado foi o Phantom3 Professional da DJI. O Planejamento de voo foi feito através de um ou mais aplicativos gratuitos (Exemplos: Precision Flight e Drone Deploy). Os vôos foram realizados em dias de pouca nebulosidade, com vento fraco a moderado para que o VANT mantenha estabilidade e maior autonomia com menor o risco de desfocar imagens, conforme orienta Lopes (2015). Foram selecionados dois sobrevoos e as fotografias aéreas processadas e analisadas através do software PhotoScan, para processamento fotogramétrico (Agisoft, 2013, Neitzel e Klonowski, 2011). No primeiro, em 11/10/2017, foi realizado um sobrevôo autônomo a 120m de altitude, com resolução da imagem de 3,8cm/pixel e o segundo voo foi feito manualmente a 300 m de altitude com resolução de 9 cm/pixel. Gerou-se dois mosaicos a fim de identificar as variações da linha de costa. O georreferenciamento dessas imagens se deram através da ortofoto do IBGE de 2005. As diferentes posições da linha de costa de cada imagem e o calçadão foram vetorizadas no programa ArcGis 10.5.1. O rastreamento da linha de costa foi determinado pelo contato entre os sedimentos arenosos secos e o alcance máximo do espraiamento das ondas na face da praia, podendo ser facilmente identificado pelo contraste entre o amarelo claro (sedimentos secos) e amarelo escuro (sedimentos molhados). Aquisição de Dados Morfodinâmicos A definição dos pontos de monitoramento por perfis de praia foi realizada pensando em representar os diferentes trechos da orla com suas respectivas orientações devido a um mesmo clima de ondas poder atingir com diferentes níveis de energia a área de estudo, devido à curvatura dos arcos, posição de promontórios rochosos, ilhas defronte ao litoral e efeitos de refração e difração das ondas ao se propagarem em direção à costa. Foram, então, realizados levantamentos topográficos em seis pontos (Figura 1) com utilização de Balizas de Emery, que, quando combinado com as sugestões de Muehe (1996) e Muehe et al. (2003) apresentam resultados confiáveis, satisfatórios e de baixo custo. O estabelecimento de Referenciais de Nível (RN) ao longo de cada perfil se deu com a correção da variação da maré no horário do levantamento, em relação ao nível médio do mar para a estação maregráfica mais próxima (NMM Ilha Fiscal RJ = 0,69m). Devido ao cenário de destruição e escombros no trecho entre o Perfil 4 e Perfil 5, em algumas situações não foi possível realizar os perfis nestes pontos de monitoramento. Para calcular volume do perfil emerso utilizou-se os dados de altimetria e distância (área do perfil em "x,y"), com unidade estabelecida em m³/m (metro cúbico por metro), que é obtido adicionando um metro como medida da terceira dimensão "z", seguindo o princípio utilizado por Birkemeier (1984). Junto aos perfis, foram agrupados dados de ondas utilizados para auxílio na interpretação do comportamento morfodinâmico em cada campanha com até 72h antes e durante os levantamentos. As informações foram obtidas na plataforma online do Windguru (www.windguru.com.br), que utilizam dados de reanálise de ondas WaveWacht 3, a partir do modelo meteorológico GFS - Global Forecast Sistem.

Resultado e discussão

Eventos erosivos pretéritos Abaixo encontram-se alguns dos principais episódios de erosão costeira e os problemas associado à urbanização na área de estudos. O processo de transformação efetiva desse espaço se deu com o Projeto "Eco-Orla da Praia da Macumba", que visava a melhoria e o ordenamento dos aspectos paisagísticos locais e da infraestrutura. As intervenções, concluídas em dezembro de 2004, incluíam áreas de alimentação, esportes, estacionamentos, calçadão com ciclovia, deques ao longo de 2 mil hectares de orla (TCMRJ, 2005). Este projeto também previa um muro de contenção para proteger as estruturas e as vias contra as ressacas, que danificavam a antiga pista de rolamento. Poucas semanas após as obras finalizadas, os primeiros impactos já foram sentidos, com destruição parcial do muro de contenção, escadas e rampas de acesso. A justificativa dada foi de ocorrência de "conjunção atípica de fatores meteo-oceanográficos" (TCMRJ, 2005; Fernandes, 2017). Em maio de 2005, foram feitos reparos do trecho desmoronado visando a recuperação das estruturas e a prevenção de novos incidentes. Porém, um ano depois ocorreu mais um episódio de erosão no setor central do arco, com parte da via e do calçamento destruídos. Segundo o TCMRJ (2006), foram utilizados os mesmos argumentos das condições do mar como responsáveis pela destruição. Ainda no mesmo ano, uma forte ressaca se abateu sobre a costa carioca no dia 05/09/06 e, mais uma vez, provocou danos ao local (Correio do Brasil, 2006). Neste ocorrido, o solapamento das ondas na base do muro de erodiu parte do aterramento que sustentava os pavimentos, ocasionando o surgimento de crateras e danos na ciclovia e pista. Somente nos dois primeiros anos das obras de modernização da orla, pelo menos quatro eventos acarretaram em destruição das instalações com consequente prejuízo aos cofres públicos, aponta o relatório do TCMRJ (2006). Em 2008, esse mesmo trecho sofreu com o avanço do mar. Deques, bancos, chuveiros, mureta e trechos da calçada foram danificados, e um trecho de 70 metros foi completamente destruído pela ação das ondas. (Jornal do Brasil, 2008). Em maio de 2011, outra ressaca provocada por frente fria atingiu a área novamente e parte dos estoque de sedimentos foram depositados sobre calçadão e ciclovia (Correio do Brasil, 2011). Em todas as ocorrências acima, o calçadão foi reconstruído na mesma posição, sem que houvesse uma ação efetiva para evitar a repetição desses cenários caóticos. Alguns moradores relatam que de 2005 pra cá foram ao menos sete vezes em que as estruturas desmoronaram (G1, 2017). Aliado a esse problema, foi houveram denúncias sobre retirada ilegal de areia que periodicamente obstrui um canal de drenagem de desemboca no canto oeste da praia (Jornal do Brasil, 2008, Fernandes, 2017), aumentando o problema de déficit de sedimentos em um ambiente seccionado por costões rochosos e com importante dinâmica longitudinal de transporte. Na figura abaixo (Figura 2), foram dispostas fotografias de antes e depois, com registros da erosão ao longo dos anos e a mais recente, em outubro de 2017. Por fim, em 2017, tivemos a presença do evento erosivo que mais resultou em danos e prejuízos às estruturas urbanas desde a implantação do Projeto Eco-Orla. Para este, além dos registros fotográficos, dados de mapeamento por imagens aéreas, perfis topográficos e parâmetros oceanográficos são mostrados a seguir. Imagens Aéreas Foi selecionado apenas o setor oeste da área de estudos, afim de se obter uma escala de detalhe para as medições e análises no segmento mais crítico da orla (Figura 3). Na primeira imagem (IBGE), foi projetada uma linha vetorizada da posição atual do calçadão, rastreado nas imagens recentes por VANT. O posicionamento da linha de costa das imagens recentes, também foi projetado na imagem de 2005, possibilitando observar uma forte assimetria antes e após as construções serem implantadas. Essa assimetria pode ser também comprovada nas demais imagens, realizadas em outubro e novembro de 2017. Fica evidente o balanço sedimentar negativo no setor oeste, justamente o trecho com maior destruição das estruturas. Respectivamente temos acúmulo muito superior à imagem de 2005 no setor leste. Os valores em área (hectares) obtidos da faixa arenosa emersa para as três imagens mostrada no mapa abaixo são: Ortofoto IBGE, 2005: 4,79 ha; Imagem VANT 11/10/2017: 3,18 ha e Imagem VANT 24/11/2017: 4,17 ha. Morfodinâmica da praia da Macumba Os pontos P1, P2, P3 e P6 estão fora do trecho em erosão e não foram afetados ao longo do período monitorado. Já os perfis P4 e P5 representam o trecho onde, não só a perda de sedimentos foi notória, como também registrou o avanço do mar sobre as estruturas que foram parcialmente, ou totalmente danificadas. Os dados dos perfis praias para o P1 e P2 possuem dinâmica influenciada pelo tômbolo arenoso posicionado entre esses dois perfis, exercendo certa estabilização. Porém, analisados conjuntamente, mostraram resposta interessante para diferentes climas de ondas (Figura 4). Do primeiro levantamento (11/10) ao último (24/11), tivemos uma resposta de erosão para acreção do perfil 1, em termos de largura e volume, enquanto que no perfil 2 esta resposta se deu de forma inversa. Isso se deve às mudanças da predominância de ondas do quadrante leste para o quadrante su-sudoeste neste intervalo de tempo. O perfil 3, mostra estabilidade para os climas de ondas observados (Figura 4). A sua resposta morfodinâmica é discreta, com variações de 8 metros de largura da faixa arenosa e de 19 m³/m de volume ao longo do perfil. Isso representa apenas 10,4% da largura mínima observada e 12% do volume mínimo obtido nas quatro campanhas. Por ser um trecho central e bem exposto do arco praial, esperava-se que, de acordo com comportamento de praias de alta energia (WRIGHT et al., 1978; SHORT, 1979; WRIGHT e SHORT, 1984, 1988), houvesse uma maior dinâmica morfológica. No entanto, esta aparente estabilidade pode ser entendida como um constante transito de sedimentos para os extremos do arco, caracterizando um efeito rotacional de praia em planta (Bryan et al., 2011), com o centro do arco como ponto de inflexão semifixo, não resultando em recuo ou progradação significativa. Os pontos P4 e P5, foram instalados ao longo do trecho onde a erosão se mostrou mais severa. Na 1ͣ campanha, em 11/10, o estoque de sedimentos de praia tinha sido erodido por completo numa extensão de 700m de orla. O P4 mostra apenas uma grande escarpa, com uma base de muro destruída, enquanto que o P5 a mureta foi danificada, porém não ruiu. O P4 começou a dar sinais de recuperação na campanha de 01/11, com incorporação de uma berma por cima dos escombros. Já em 24/11, foi registrado um aumento mais consistente de areias, mesmo que ainda muito aquém das condições normais de largura do perfil. Ao ser comparado com o máximo erosivo da primeira campanha, a recuperação foi de 178% na largura e 276% do volume. No P 5, foi possível realizar apenas duas campanhas devido à dificuldade de acesso ao ponto. As observações tanto in situ, como por voos com VANT indicam que este setor do arco sofreu forte déficit de sedimentos, sem ainda apresentar sinais de recuperação da largura do perfil. Mesmo com a alteração do padrão de ondas, que teoricamente inverteria condições de transporte litorâneo de oeste para leste, não foi suficiente para que acumulasse sedimentos neste trecho. Por fim, o P6 manteve-se estável ao longo das quatro campanhas. Este é o perfil de maior largura e volume, sendo uma área favorável a incorporação de sedimentos vindos de correntes longitudinais de leste. De fato este padrão foi observado em pelo menos duas vezes (tabela da Figura 4 -11.10.2017 e 18.10.2017). No entanto, mesmo com inversão total das condições de mar para a nos dias antecedentes à ultima campanha, o perfil praial não respondeu significativamente em termos de perdas de material para o setor leste.

Localização da área de estudos com os pontos de monitoramento.


(A): Antes das obras; (B): Reconstrução 18/03/2005; (C): Antes das obras; (D): Mesmo trecho após as obras; (E) 11/10/2017; (F): 18/10/2017.


Mapa composto por imagem IBGE 2005 e imagens obtidas por VANT em 11/10/2017 e 24/11/2017.


Perfis de praia com cálculo de volume e largura da praia. Tabela com o clima de ondas. Datas em vermelho para os dias de levantamentos de perfis.

Considerações Finais

Os resultados mostraram uma linha de costa assimétrica, com tendência de acúmulos de sedimentos no setor oeste do arco e erosão a leste, para as condições de mar observadas. Nos meses em que a erosão se intensificou, não houve frentes frias intensas, geralmente responsáveis pelo recuo da linha de costa. A intensificação de ondas do quadrante leste favorece o deslocamento de material no mesmo sentido, corroborando com a assimetria da praia numa análise em planta. Este modelo se assemelha ao de rotação de praias de enseada com importante componente de dinâmica longitudinal (vide Bryan et al., 2011 Harley et al. 2011;). Desenvolver os espaços costeiros, numa justificativa de “revitalização” da orla, transformando paisagens rústicas em “lugares mais ordenados” é equivocada, quando: (i) os projetos não detém de um conhecimento aprofundado dos processos costeiros em múltiplas escalas temporais – desde uma ressaca isolada até condições duradouras de ondas num mesmo sentido, gerando transporte litorâneo unidirecional por longo tempo e promovendo auto-reajuste da orientação da linha de costa; (ii) essas transformações alteram as características naturais de vegetação e morfologia do ambiente costeiro, justamente um dos elementos paisagísticos de maior valorização econômica dos sítios próximos ao mar. (iii) erros do passado são repetidos com despejo de aterro, matacões, blocos de concreto para restauração/reconstrução de estruturas verticais na faixa dinâmica do perfil.

Agradecimentos

Aos que acreditam e lutam por uma universidade pública, gratuita e de qualidade! Este trabalho não teve aporte financeiro ou auxílio material e só foi possível com recursos dos próprios autores.

Referências

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