Autores

Magalhaes, B. (UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE) ; Naine, T. (UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE) ; Verndramini, T. (UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE) ; Baptista, T. (UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE) ; Fernandez, G. (UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE)

Resumo

Praias arenosas são feições dinâmicas, sujeitas a mudanças que podem alterar o balanço sedimentar do ambiente, condicionando em alguns casos o processo de erosão costeira que pode ser refletido pela mudança da linha de costa. É o que fica evidente no arco praial localizado entre a Praia da Tartaruga no município de Rio das Ostras e a desembocadura do rio São João, no município de Casimiro de Abreu. Através de trabalhos de campo e trabalhos realizados em laboratório, foram analisados geoindicadores e foi realizada a detecção da linha de costa a partir de Ortofotos de 2005, fotografias aéreas de 1976 e 2000 e de um caminhamento de DGPS. Também foram confeccionados mapas de vulnerabilidade e suscetibilidade à erosão costeira com a utilização do programa Arcgis 10.4. Dessa forma, evidenciou-se, em grande parte do arco, uma retrogradação da linha de costa, além de alta suscetibilidade e vulnerabilidade em grande parte do arco praial.

Palavras chaves

Erosão costeira; vulnerabilidade física; geoindicadores

Introdução

Pode-se dizer que o sistema praial está em equilíbrio quando a quantidade de sedimentos que sai é a mesma que entra. Quando há um balanço sedimentar negativo, temos um processo chamado de erosão costeira que é natural e ocorre em diversas praias do Brasil e do mundo, tendo uma série de consequências, destacando-se segundo Souza (2009): na redução na largura da praia e retrogradação ou recuo da linha de costa, perda de propriedades e bens públicos e privados ao longo da linha de costa, perda do valor imobiliário de habitações costeiras, artificialização da linha de costa devido à construção de obras costeiras (para proteção e/ou recuperação ou mitigação), dentre outros. Um dos elementos fisiográficos que melhor responde às alterações do balanço sedimentar da praia, é a linha de costa. O seu recuo ou avanço, normalmente estão associados aos processos de erosão e acreção que podem ocorrer na escala temporal de eventos. Para que se possa analisar a variabilidade e a tendência da linha de costa, é preciso antes de mais nada, que se defina o que se considera como linha de costa. Os critérios que a definem devem ser rigorosos e sua escolha pode variar de acordo com os objetivos da pesquisa e materiais disponíveis. É importante que sua utilização enquanto metodologia para tal finalidade seja feita através da comparação de dados multitemporais. Comparar dados do mesmo local utilizando apenas duas datas pode gerar interpretações errôneas já que eventos de tempestade podem modificar a morfologia de determinado sistema praial. Métodos mais simples como os Geoindicadores, também têm sido utilizados para a detecção e avaliação de processos que atuam na linha de costa, como a erosão costeira e estabilidade e/ou acreção. De acordo com a União Internacional de Ciências Geológicas (IUGS), os Geoindicadores são definidos como parâmetros de processos geológicos e de fenômenos que ocorrem na superfície terrestre, podendo gerar informações relativos à magnitude, frequência, taxas e tendências, e com a finalidade de fornecer elementos para uma avaliação ambiental. A partir dos resultados dessas análises é possível gerar produtos úteis para gestão da orla marítima, a fim de se orientar ações e subsidiar instrumentos que visem à mitigação e/ou recuperação como mapas de suscetibilidade e vulnerabilidade. No litoral fluminense, pontos entre a Praia da Tartaruga localizada no município de Rio das Ostras e a desembocadura do rio São João, em Casimiro de Abreu, têm sofrido danos e prejuízos em função da atuação do processo de erosão costeira que tem atingido a estrutura urbana da orla marítima. O processo erosivo, que ocorre especificamente na Praia de Abricó foi documentado por Muehe et al. (2015) e Muehe et al. (2011) a partir do monitoramento de perfis de praia e mapeamento da linha de costa a partir de fotografias aéreas e imagens de satélite. Essa erosão costeira foi avaliada pelos autores como uma tendência e não como episódica decorrente de eventos de ressaca. Contudo, esses trabalhos documentam dados até o ano de 2011 e, especificamente, o indicador de linha de costa utilizado nem sempre aparece explícito. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo principal avaliar a dinâmica da linha de costa entre 1976 e 2017, no arco de praia entre Barra de São João e a praia da Tartaruga a partir de análise multitemporal e multimetodológica, utilizando fotografias aéreas, perfis de praia e mapeamento com DGPS. Considerando a problemática apresentada, tem-se com objetivo secundário Investigar o grau de suscetibilidade e vulnerabilidade da orla marítima com relação ao processo de erosão costeira, considerando aspectos de ocupação da orla. A área estudo se localiza na região centro-norte do Estado do Rio de Janeiro. O arco praial que compreende o trecho entre a desembocadura do Rio São João, no município de Casimiro de Abreu, e a praia da Tartaruga, no município de Rio das Ostras,que possui aproximadamente 8,5km de extensão.

Material e métodos

2.1- Detecção da linha de costa a partir de Ortofotos e DGPS Com o objetivo de avaliar a dinâmica da linha de costa na área de estudo, foi usado como indicador de linha de costa a base da escarpa erosiva e o limite da vegetação, quando não havia escarpa erosiva. Nesta etapa foram utilizados como insumo cartográfico, principalmente, fotografias aéreas. As fotografias aéreas compreendem as datas de 1976, 2000 e 2005. Após a etapa de ajuste, que consistiu em igualar as fotografias em termos de posicionamento espacial, foram extraídas as linhas de costa das fotografias de 1976, 2000, 2005. Estas foram vetorizadas com auxílio do software ArcGis 10.4 em formato shapefile. As linhas de costa identificadas foram plotada nas Ortofotos do ano de 2005 bem como as linhas extraídas das fotografias de 1976, 2000 e 2005 através de um processo de vetorização. A linha de 2016 foi identificada a partir de um caminhamento realizado com DGPS (modelo Zênite L1/L2), no mês de setembro de 2016. Os dados obtidos foram processados em laboratório com a utilização do programa GTR processor. A fim de se comparar a variação das taxas das linhas de costa obtidas foi utilizada uma extensão do software Arcgis 10.4, o Digital Shoreline Analyses System (DSAS) que calcula as taxas de mudanças através de métodos estatísticos distintos que são mostrados em uma tabela de atributos (Thieler et al. 2017). 2.2 – Confecção de mapas de vulnerabilidade e suscetibilidade No presente trabalho, o mapeamento de suscetibilidade representa a incidência espacial de um processo perigoso (Julião et al. 2009; Rebello, 2001). Para avaliar esses fatores de predisposição, foram utilizados os seguintes geoindicadores de erosão costeira, baseados em Bush et al. (1999); Souza et al. (2005) e Rocha et al. (2013): grau de exposição, vegetação, altura das dunas frontais, largura da berma, escarpa de pós-praia, exumação de arenito, turfa ou beach rock e estruturas danificadas ou de proteção Esses geoindicadores foram organizados em uma tabela, com informações qualitativas que correspondem a cinco classes relacionadas ao grau de suscetibilidade: muito alto, alto, médio, baixo e muito baixo. Essa tabela foi preenchida ao longo das praias de Barra de São João, Abricó e Tartaruga no trabalho de campo de outubro de 2017. Para transformar os dados qualitativos em quantitativos, primeiramente foram dados pesos às classes de geoindicadores, de maneira que as classes referentes a suscetibilidade baixa tiveram peso 1; as classes de suscetibilidade média, peso 2; e as classes de suscetibilidade e alta, peso 3. Para definir a amplitude das classes, no caso da suscetibilidade foi utilizada a seguinte equação:a= (Ls - Li)/k, onde a é a amplitude das classes, Ls o limite superior, Li o limie inferior e k o número de classes. No caso da tabela utilizada, o Ls = 21; o Li = 7; k = 5; e a = 2,8. Nesse sentido, foram definidas as seguintes classes para o mapeamento de suscetibilidade: muito baixa: 7-9; baixa: 10-12; média: 13-15; alta: 16-18; muita alta: 19-21. Para determinar o grau de vulnerabilidade à erosão costeira, o conjunto de condições resultado de fatores físicos, ambientais, sociais e econômicos, que aumentam o impacto do perigo a qual uma comunidade pode estar exposta (ICDR, 2009). Nesse sentido foi utilizada uma segunda tabela, contendo os mesmos indicadores contidos na tabela de suscetibilidade e foram inseridos três geoindicadores: posição das edificações; nível de artificialização da orla; e tipo de uso e ocupação da orla. Para a transformação dos dados qualitativos em quantitativos, foi utilizada a mesma metodologia do mapeamento de suscetibilidade. Mas no caso dessa tabela o Ls = 30; o Li = 10; k = 5; e a = 4. Nesse sentido, foram definidas as seguintes classes para o mapeamento de vulnerabilidade: muito baixa: 10- 13; baixa: 14-17; média: 18-22; alta: 23-26 e muita alta: 27-30.

Resultado e discussão

Na comparação entre as linhas de costa de 1976 e 2016, foi identificado um expressivo comportamento de recuo da linha entre as praias da Tartaruga e do Abricó, entre os transectos 84 e 50 aproximadamente. Nesse setor, a taxa média de recuo foi de 0,36 m/ano, associado a um recuo médio de 14,5 m com relação ao indicador de escarpa de pós-praia (figura 1). Contudo, ao Norte do arco de praia, o recuo chegou a 32 m, significando uma taxa de até 0,82 m/ano. Esse resultado parece condizente com o fato dessa área ser a mais atingida pelo processo erosão costeira onde, inclusive, estão concentradas as obras de contenção na forma de enrocamentos. Estes foram construídos em 2016 pela prefeitura e o Departamento de Estradas e Rodagem (DER), quando o processo erosivo praticamente alcançou a RJ-106, que é uma importante via de ligação entre os municípios de Rio das Ostras e Macaé, chegando a interditar o calçadão próximo à via. Ao Sul do arco, entre os transectos 23 e 4, também foi identificado uma resultante de recuo da linha de costa, ainda que em menor proporção. O recuo máximo observado foi de 18 m, representando uma taxa máxima de até 0,45 m/ano e uma taxa média de 0,1 m/ano. Cabe ressaltar que essa última taxa representa um recuo de linha de costa, mas com velocidade lenta, podendo não deixar indícios visuais de erosão costeira. Entre os transectos 24 e 42, foi identificado um comportamento de avanço da linha de costa, entre os anos de 1976 e 2016. A variação indica uma taxa média 0,5 m/ano, o que em alguns pontos representou uma progradação de aproximadamente 10 metros. Esses comportamentos observados de maneira linear entre 1976 e 2016, podem ser melhor analisados ao incluir os graficos dos anos de 2000 e 2005. Conforme mostra a figura 2, os intervalos temporais de 1976-2000 (figura 2B) e 1976-2005 (figura 2C) indicam resultantes de linha de costa bastante semelhantes, considerando os três setores de comportamento de linha de costa identificados no intervalo entre 1976 – 2016. A inclusão dos outros dois intervalos temporais aparenta dar consistência aos resultados encontrados, onde o processo de recuo é identificado nos setores Norte e extremo Sul do arco; enquanto o processo de avanço da linha de costa é identificado no setor central, considerando a escala temporal que abrange as últimas 4 décadas. Ao analisar especificamente os últimos 11 anos, comparando as linhas de costa referentes aos anos de 2005 e 2016, é possível notar um comportamento praticamente generalizado de recuo da linha de costa (figura 2D e 2E). De fato, esse comportamento foi corroborado durante os trabalhos de campo realizados em 2016 e 2017, quando todo o arco de praia foi percorrido e uma série de geoindicadores de erosão costeira foram observados, mesmo no setor central do arco, cujo comportamento resultante entre 1976-2016 foi de avanço da linha de costa. Esses geoindicadores serão apresentados mais adiante. Nesse período as taxas de recuo chegaram à 1,07 m/ano, mas com uma média de 0,5 m/ano, próximo às praias da Tartaruga e do Abricó. Já a comparação entre os anos 2000 e 2005, mostrou pouca variabilidade, com exceção do extremo Sul do arco. Esse resultado foi esperado já que o intervalo de 5 anos é considerado curto para indicar expressivas variações da linha de costa. De acordo com os resultados de variação da linha de costa, foi possível mapear e classificar os trechos de orla, de acordo com a resultante de comportamento categorizados como Avanço (da linha de costa); Recuo/Erosão; Recuo/Erosão severa (figura 28). A diferença entre os dois últimos refere-se às taxas máximas calculadas de acordo com os intervalos temporais mapeados. No caso das áreas enquadradas como classe de Recuo/Erosão severa, as respectivas taxas chegaram até 0,82 m/ano; 0,7 m/ano; e 1,07 m/ano respectivamente de acordo com os intervalos temporais. De acordo com Muehe et al. (2011), umas das possíveis causas para o processo de erosão costeira nesse arco de praia, pode estar relacionado à uma possível convergência de ortogonais de ondas. Os dados de refração indicaram a ocorrência de convergência de energia de ondas (hot spot) ao Norte da desembocadura do Rio São João, para o caso de ondas de NE; e na Praia da Tartaruga, para o caso de ondas de SSE. As taxas mais rápidas e mais generalizadas encontradas nesse arco de praia, no período dos últimos 15 anos, carece de maiores pesquisas a fim de discutir tais diferenças de forma mais consistente. Porém Muehe et al. (2015), a partir da análise do monitoramento de perfis de praia, entre os anos de 1996 e 2001, na praia do Abricó,verificou que o recuo da escarpa de pós-praia só passou a ocorrer a partir de novembro de 2004, corroborando os registros de moradores locais do município (figura 29). Porém, isso não significa que a erosão costeira ou o recuo da linha de costa não ocorresse antes, considerando que a urbanização é relativamente recente na respectiva orla. Após o ano de 2004, os autores citam importantes eventos de ressaca como detonadores do recuo da escarpa, resultando em uma taxa 0,5 m/ano. Esse mesmo ponto de perfil de praia, também passou a ser monitorado pelo Laboratório de Geografia Física da UFF, a partir de setembro de 2007. Uma superposição de perfis foi feita ao longo de dez anos, entre 2007 e 2017. A análise mostra um recuo contínuo do topo da escarpa da ordem de 6,42 m em dez anos, representando uma taxa de 0,6 m/ano, portanto semelhante à Muehe et al. (2015) e semelhante à taxa média de 0,5 m/ano encontrada no presente trabalho a partir do mapeamento da linha de costa da Ortofoto do ano de 2005 e a linha de costa mapeada com DGPS, no ano de 2016. Através da quantificação dos indicadores, foi possível realizar o mapeamento segmentando os arcos praiais de acordo com o grau de suscetibilidade encontrado. Dessa forma, no arco praial localizado entre a praia da Tartaruga no município de Rio das Ostras e a desembocadura do Rio São João em Casimiro de Abreu, predominou a suscetibilidade alta e muito alta (figura 3 A). Esse resultado é decorrente dos geoindicadores observados na respectiva orla, conforme mostra a figura 4. Os geoindicadores mais comuns foram: praia exposta (figuras 4 A – E); Berma reduzida ou ausente (figuras 4 A – E); presença de escarpa de pós- praia ativa por ondas (Figuras 4 A, D, E); presença de edificações danificadas (figuras 4 D, E); presença de obra de contenção (figura 4 F); exposição de arenitos (figuras 4 B, D); presença de mineral pesado na praia (figuras 4 A, C, E). Nesse sentido, nesse arco de praia, a suscetibilidade mapeada foi muito alta próximo ás praias de Tartaruga e do Abricó; e alta, na parte central até a foz do rio São João. Esses resultados de suscetibilidade à erosão costeira, estabelecidos a partir dos geoindicadores, coincide com o comportamento da linha de costa, sobretudo no intervalo temporal de 2005-2016. Logo, essa correlação dá sustentação a utilização de geoindicadores, enquanto metodologia prática e de pouco custo, podendo ser facilmente implementadas por Prefeituras e órgãos ambientais. Rocha et al. (2013) já havia atestado a eficiência dos geoindicadores ao comparar com o monitoramento de perfis de praia, no município de São João da Barra (RJ), nos distritos de Atafona e Grussaí. Contudo, os autores chamaram a atenção para o fato de haver dificuldade de aplicação da metodologia em praias já descaracterizadas e urbanizadas. Ainda assim, tal fato não comprometeu a aplicação na área de estudo do presente trabalho. No que se refere a vulnerabilidade da orla frente ao processo de erosão costeira, os indicadores de posição da ocupação, artificialização da orla e tipo de ocupação, resultaram numa composição um pouco diferenciada com relação à suscetibilidade. No segmento que vai do ponto 9 ao 15 (figura 3B), registrou-se em todo arco uma vulnerabilidade alta ou muito alta.

Comparação entre as linhas de costa de 1976 e 2016, com as respectivas taxas de avanço ou recuo, entre Barra de São João e a Praia da Tartaruga


Gráficos das taxas de erosão da linha de costa entre o segmento da Praia da Tartaruga e a desembocadura do rio São João


Mapa de suscetibilidade e vulnerabilidade


Geoindicadores de erosão costeira observados no arco de praia entre Barra de São João e Praia da Tartaruga

Considerações Finais

Através da metodologia aplicada, concluiu-se que há, de fato,um continuo processo de recuo da linha de costa na área de estudo, na escala histórica. Dessa forma, os geoindicadores se mostraram como uma eficiente ferramenta na avaliação da suscetibilidade e vulnerabilidade da linha de costa, corroborando com os dados de outras metodologias que exigiram um maior esforço para sua realização e análise. Das áreas estudadas, o segmento norte referente às Praias da Tartaruga e a do Abricó, é o que sofre de forma mais severa com o processo erosivo na região. Neste local, a população vem, de fato, convivendo com sérios danos em relação a imóveis, construções e obras públicas. Recentemente, notícias foram divulgadas acerca da insatisfação dos moradores da área com a falta de decisões por parte da defesa civil e da prefeitura em conter o processo erosivo. O presente trabalho não identifica as causas da erosão, no entanto, os resultados encontrados demonstram a necessidade urgente da elaboração de um plano de gerenciamento costeiro em determinados pontos críticos. Ainda é importante salientar que mesmo nos pontos em que a vulnerabilidade foi constatada como baixa é necessário um monitoramento da área para que futuros problemas sejam evitados já que se constatou o continuo recuo da linha de costa. O estabelecimento de tal pode vir a comprometer as áreas já ocupadas. Assim, é possível que outros pontos também cheguem a ser críticos e vulneráveis.

Agradecimentos

Agradecimento a CAPES pela concessão da bolsa de pós-graduação e pelo apoio financeiro para aquisição de equipamentos nos projetos PROEQUIPAMENTOS.

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