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UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ - UNIVALI
PATRICIA TEOCHI BREZOLIN
ANÁLISE DA VARIAÇÃO E ESTABILIDADE DA LINHA DE COSTA DA PRAIA DA ARMAÇÃO, FLORIANÓPOLIS – LITORAL SUL DA
ILHA DE SANTA CATARINA.
ITAJAÍ 2011
PATRICIA TEOCHI BREZOLIN
ANÁLISE DA VARIAÇÃO E ESTABILIDADE DA LINHA DE COSTA DA PRAIA DA ARMAÇÃO, FLORIANÓPOLIS – LITORAL SUL DA ILHA DE SANTA CATARINA.
Monografia apresentada como requisito parcial para a obtenção do grau de Oceanógrafo, na Universidade do Vale do Itajaí.
Orientador: João Thadeu de Menezes
ITAJAÍ 2011
I
DEDICATÓRIA
“Aos meus pais Saionara e Sergio, aos meus avós Vanilsa e
Nelson e ao Minhoca, que sempre estiveram ao meu lado
me apoiando e acreditando nos meus sonhos
Amo vocês”
II
AGRADECIMENTOS
A minha mãe/minha Heroína e ao Minhoca por sempre me darem forças e possibilitarem a
realização deste sonho. Aos meus avós pela criação, educação, apoio e amor que nunca me faltaram.
Ao meu pai pelas palavras sabias e pelo orgulho que sempre teve em ser o meu pai.
Ao professor João Thadeu, por me orientar, e acreditar no meu trabalho, muito obrigada.
Ao professor Fabrício por todas as duvidas tiradas, por seu carisma e aptidão em
ajudar.
A Débora/Azeitão pelos 5 anos de convivência e sem dúvida alguma a melhor pessoa que Deus
colocou no meu caminho nesses últimos anos, muito obrigada pela amizade, pelas palavras de
conforto, pelos conselhos, pelas risadas, pelas viagem, pelas pipocas, por ter aparecido na minha
vida e nunca mais sair dela.Te amo muito e tu faz muita falta.
As irmãs que a vida me deu, colegas da Gaiola das Popozudas (Débora,Renata Deisy, Priscila,
Jaqueline e Jeane), com certeza esses 5 anos de meio foram muito mais divertido e bem aproveitado
com vocês, muito obrigada pela amizade verdadeira, pelos conselhos, pelas ajudas, pelas jantas e por
fazem parte da minha história, vou sempre guardar vocês nas melhores lembranças e com certeza
essa amizade que começou do nada vai durar para toda a vida amo vocês.
Ao Reges e ao Kadu, os melhores e verdadeiros amigos meu obrigada por me receberem sempre
de portas abertas em qualquer momento não importando se fosse para fazer um churrasco e beber
algumas cervejas ou se fosse para me ajudar, me aconselhar, me fazer companhia, ir pescar,
mergulhar, viajar não importa o motivo vocês sempre foram e vão continuar sendo pessoas
essenciais na minha vida, de coração eu amo vocês.
A Marina e a Olivia que além de serem amigas, companheiras sempre estiveram dispostas a me
ajudar na elaboração deste trabalho, muito obrigada pela paciência que sempre tiveram comigo,
grande parte deste trabalho eu dedico a vocês.
Ao Eze pelo companheirismo, amor, por sempre me apoiar e me incentivar, Te amo.
Aos meus companheiros de laboratório e agregados Camila, Paula, Charline, Michel, Igor, Bauru
e Léo que além de serem grandes amigos sempre que eu precisei me ajudaram tanto na realização
deste trabalho quando em qual quer ocasião. Junto com vocês esses anos de academia foram mais
divertidos e prazerosos, com certeza esses anos vão deixar muitas saudades e boas lembranças.
III
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................. IV
LISTA DE TABELAS ............................................................................................................. VI
LISTA DE ABREVIAÇÕES .................................................................................................. VII
RESUMO ............................................................................................................................ VIII
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 1
2. OBJETIVOS .................................................................................................................... 2
2.1 Objetivo Geral ............................................................................................................... 2
2.2 Objetivos Específicos ................................................................................................... 2
3. ÁREA DE ESTUDO ......................................................................................................... 2
3.1 Problemas de erosão na praia ...................................................................................... 3
3.2 Caracterização da Área de Estudo ............................................................................... 4
4. REFERENCIAL TEÓRICO .............................................................................................. 5
4.1 Morfodinâmica .............................................................................................................. 5
4.2 Linha de Costa ............................................................................................................. 6
4.2.1 Sensoriamento Remoto (fotografias aéreas e imagens de satélite) ........................ 6
4.2.2 Detecção da linha de costa .................................................................................... 7
4.2.3 Quantificação da evolução e a previsão de futuras linhas de costa ........................ 7
4.3 Estabilidade da Forma em Planta ................................................................................. 8
5. METODOLOGIA ............................................................................................................ 11
5.1 Aquisição e Digitalização das Imagens ....................................................................... 11
5.1.1 Georreferenciamento e Construção dos Mosaicos ............................................... 12
5.1.2 Erros inerentes ao processo fotogramétrico ......................................................... 13
5.1.3 Extração da linha de costa ................................................................................... 14
5.1.4 Cálculo da evolução (DSAS) ................................................................................ 14
5.1.5 Análise da evolução da linha de costa .................................................................. 16
5.2 Análises da projeção de futuras linhas de costa ......................................................... 16
5.3 Análise da estabilidade da forma em planta ................................................................ 17
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO ..................................................................................... 18
6.1 Aquisição e digitalização das imagens ........................................................................ 18
6.2 Evoluções da Linha de Costa ..................................................................................... 19
6.3 Projeção de Futuras Linhas de Costa ......................................................................... 32
6.3 Estabilidades da Forma em Planta ............................................................................. 33
7. CONCLUSÕES ............................................................................................................. 35
8. CONSIDERAÇÕES FINAIS........................................................................................... 36
9. REFERÊNCIAL BIBLIOGRÁFICO ................................................................................. 37
IV
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Localização da área de estudo, em destaque a Praia da Armação, litoral sul da ilha
de Santa Catarina. ................................................................................................................. 3
Figura 2: Problemas de erosão na Praia da Armação. (Fonte: Defesa Civil municipal, 2010) 4
Figura 3: Componentes primários envolvidos na morfodinâmica costeira. ∆t representa o
tempo decorrido no processo de evolução costeira (CARTER E WOODROFFE, 1994). ....... 5
Figura 4: Desenho esquemático das variáveis da equação parabólica (modificado de HSU e
EVANS, 1989, apud SILVEIRA et al.,2010). .......................................................................... 9
Figura 5: Interface do software MEPBAY® (VARGAS et al., 2002), indicando os pontos de
controle. Aplicação para a praia da Armação – Florianópolis - SC. ...................................... 10
Figura 6: Fluxograma da metodologia utilizada na análise da evolução e estabilidade da
linha de costa. (EQM = erro quadrático médio, IPUF = Instituto do Planejamento Urbano de
Florianópolis – SC). ............................................................................................................. 11
Figura 7: Exemplo do georreferenciamento, Praia da Armação, 1977. Em destaque na figura
o EQM referente à imagem e os pontos de controle. ........................................................... 13
Figura 8: Setores da área de estudo com um total de 20 transectos perpendiculares à costa,
dispostos de Norte para Sul. ................................................................................................ 15
Figura 9: Variação da linha de costa para o setor norte da Praia da Armação. Valores
positivos indicam progradação da linha de costa ao passo que negativos indicam retração.
............................................................................................................................................ 19
Figura 10: Transectos referentes ao setor norte, gerados a partir do DSAS para a análise da
linha de costa da Praia da Armação. Como exemplo: imagem QuickBird disponível como
mapa base do ArcGIS® 10. .................................................................................................. 21
Figura 11: Variação da linha de costa para o setor centro da Praia da Armação. Valores
positivos indicam progradação da linha de costa ao passo que negativos indicam retração.
............................................................................................................................................ 22
Figura 12: Transectos referentes ao setor centro, gerados a partir do DSAS para a análise
da linha de costa da Praia da Armação. Como exemplo: imagem QuickBird disponível como
mapa base do ArcGIS® 10. ................................................................................................. 24
Figura 13: Variação da linha de costa para o setor sul da Praia da Armação. Valores
positivos indicam progradação da linha de costa ao passo que negativos indicam retração.
............................................................................................................................................ 25
Figura 14: Transectos referentes ao setor sul, gerados a partir do DSAS para a análise da
linha de costa da Praia da Armação. Como exemplo: imagem QuickBird disponível como
mapa base do ArcGIS® 10. ................................................................................................. 27
V
Figura 15: Figura ilustrativa da Praia da Armação. A esquerda uma imagem de 2010 com os
transectos gerados a partir do DSAS e a direita um gráfico representando a variação da
linha de costa referente a cada ano analisado. .................................................................... 29
Figura 16: Aplicação do modelo Mepbay para a Praia da Armação, utilizando uma imagem
georreferenciada referente ao ano de 2007. ........................................................................ 34
VI
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Características das fotografias aéreas e imagens. ............................................... 12
Tabela 2: Erros calculados para cada imagem. Em negrito, os erros dos mosaicos que foram
considerados nas análises. .................................................................................................. 14
Tabela 3: EQM95% utilizado quando comparados os anos. ................................................... 16
Tabela 4: Valores do pixel para cada imagem ..................................................................... 18
VII
LISTA DE ABREVIAÇÕES
SIG - Sistema de Informações Geográficas
DSAS - Digital Shoreline Analysis System
EPR - End Point Rate
IPUF - Instituto do Planejamento Urbano de Florianópolis – SC
RP - Representatividade do pixel
PCs - Pontos de controles
EQM - Erro quadrático médio
EQMlimite - Erro quadrático médio limite
ArcGIS® - Sistema de Informação Geográfica
VIII
RESUMO
A ocupação indiscriminada e desordenada em praias e balneários vem provocando impactos negativos a estes frágeis ambientes. Este trabalho teve como objetivo analisar a variação e estabilidade da linha de costa da Praia da Armação, Florianópolis – SC. A metodologia desenvolvida constituiu na análise de fotografias aéreas referentes aos anos de 1938, 1957, 1977, 1994, 1998 e 2002 e imagens de satélite dos anos de 2007 e 2010. Tanto as fotografias quanto as imagens foram georreferenciadas com o auxilio do Sistema de Informações Geográficas ArcGIS® 10 e o erro relacionado ao georreferenciamento foi calculado com um intervalo de confiança de 95% para todas as imagens. Para os mosaicos o erro considerado foi o maior erro encontrado de cada imagem que o compõem. A partir disso, as linhas de costa foram confeccionadas e suas variações ao longo dos 72 anos estudados foram calculadas pela ferramenta computacional Digital Shoreline Analysis System (DSAS). A projeção de linhas de costa futuras foi adquirida através do valor do End Point Rade (EPR). A estabilidade da forma em planta foi calculada a partir da imagem de satélite já georreferenciada do ano de 2007 por intermédio do programa computacional Mepbay. Nos 72 anos analisados no geral a praia se comportou da seguinte maneira; setor norte manteve-se praticamente estável, variando apenas entre os anos de 1938 a 1957 e 1957 a 1977. O setor centro não apresentou um padrão de variação, ocorreram tanto variações positivas quanto negativas. Já para o setor sul foi o setor no qual apresentou maiores variações, no geral foram variações positivas, mas que indicam uma tendência erosiva para esta porção da praia. Em relação à projeção de futuras linhas de costa, as taxas de migração encontradas para o setor norte e para o setor centro apresentaram comportamento semelhante, onde constatou-se apenas valores negativos , indicando retração da linha de costa, enquanto que para o setor sul, encontrou-se apenas valores positivos indicando uma progradação da linha de costa. Quanto à estabilidade de sua forma em planta, as praias de enseada podem ser classificadas como: (1) equilíbrio estático, (2) equilíbrio dinâmico, (3) instável e (4) remodelamento natural. A praia da Armação foi classificada no setor centro em equilíbrio estático e no setor sul em equilíbrio dinâmico. Percebe-se que a praia busca se ajustar as variações de energia hidrodinâmica, variando sua largura na área mais interna da parábola. Mas devido à urbanização presente nesta área, em situações de alta energia hidrodinâmica esta busca pelo equilíbrio é interrompida, aumentando os problemas de erosão nesta região.
Palavras – chave: Georreferenciamento; Fotografias aéreas; Retração; Progradação
1. INTRODUÇÃO
O crescimento populacional e o incentivo ao turismo em zonas litorâneas e costeiras
vêm gerando impactos negativos, devido à ocupação indiscriminada e desordenada em
praias e balneários, colocando em risco a população local (ZIMMERMANN & LOCH, 1993).
O Estado de Santa Catarina tem cerca de 68% da sua população assentada em zonas
costeiras (POLETTE et.al. 1995). Isso se deve a disponibilidade de recursos vindos tanto da
terra quanto do mar.
A ocupação da linha de costa de praias arenosas vem crescendo cada dia mais, pois a
mesma é utilizada pelo homem para diversos fins, como lazer e turismo, este crescimento
muitas vezes leva a um desenvolvimento sem planejamento, desconsiderando a natureza
móvel e a dinâmica da linha de costa, (MAZZER & DILLEMBURG, 2009).
Segundo Short (1999), as praias arenosas resultam da ação das ondas interagindo com
sedimentos acomodados na linha de costa, sendo que a extensão e características destas
são dependentes da variação de maré, altura e período de onda, tamanho do grão e forma
da praia em planta.
Sabe-se que muitas das regiões costeiras estão em risco não apenas pelos perigos
gerados por ações antrópicas, mas também pelos perigos naturais decorrentes das
alterações no balanço sedimentar, aumento do nível médio do mar e ocorrências de grandes
tempestades, gerando retração da linha de costa e inundações costeiras (FERREIRA et al.
2006).
Tanto os perigos naturais e os de interferências antrópicas são os grandes
responsáveis pelos processos de erosão costeiros das praias arenosas de todo o mundo
(KOMAR, 1983; CHARLIER & MEYER, 1998). Somente na Ilha de Santa Catarina (SIMÓ &
HORN FILHO, 2004) identificaram 18 episódios de ressacas no período de 1991 a 2001,
que acarretaram em grandes prejuízos econômicos para a população local.
De acordo com Anders & Byrnes (1991), o mapeamento da linha de costa e o
acompanhamento de suas mudanças fornecem subsídios para a determinação de áreas de
risco de erosão nas zonas costeira e geram informações de grande valor para o manejo
destas áreas, como por exemplo, informações para a implantação de obras de mitigação
dos processos erosivos.
O uso do Sistema de Informações Geográficas (SIG) para o mapeamento da linha de
costa vem apresentando grandes evoluções, devido ao rápido avanço tecnológico e a
popularização das suas técnicas (LEATHERMANN, 2003). Esta melhora é comprovada pelo
desenvolvimento de muitos trabalhos que demonstram a utilização do SIG para resolver
diversas questões, tais como, tratamento de dados, métodos de análise e predição da
2
posição da linha de costa (MAZZER & DILLEMBURG. 2009; ANDERS & BYRNES 1991;
OLIVEIRA et al. 2009).
Neste contexto o presente trabalho busca abordar a variação e estabilidade da linha de
costa da Praia da Armação, litoral sul da Ilha de Santa Catarina e desta forma contribuir
para um melhor conhecimento dos processos ali presentes e fornecer informações que
possam vir a colaborar com os planos de gerenciamento costeiro.
O presente trabalho contribuirá no desenvolvimento de um Atlas morfodinâmico e de
variação da linha de costa ao longo do litoral de Santa Catarina, que vem sendo
desenvolvido pelo Grupo de Oceanografia Geológica de Ambientes Costeiros e Oceânicos
da UNIVALI.
2. OBJETIVOS
2.1 Objetivo Geral
Analisar a variação e estabilidade da linha de costa da praia da Armação, Florianópolis -
SC.
2.2 Objetivos Específicos
- Analisar a variação da linha de costa referente aos últimos 72 anos (1938-2010).
- Projetar linhas de costa futuras para 10, 20, 50 e 100 anos.
- Testar a estabilidade da forma em planta da praia da Armação, Florianópolis – SC,
através do Mepbay.
3. ÁREA DE ESTUDO
A Praia da Armação está localizada no município de Florianópolis - SC, entre as
coordenadas geográficas 27°45’02’’S/48°30’03’’W e 27°43’24”S/48°30’15”W, na parte sul da
Ilha de Florianópolis (Figura 1). Delimita-se ao norte pelo promontório rochoso do Morro das
Pedras e na porção sul pelo tômbolo formado entre a praia e a Ilha das Campanhas, e pelo
Rio Quinca Antônio (sangradouro da Lagoa do Peri) denotando uma enseada em espiral
(MAZZER et al. 2008). Abrange uma área de 3.500 metros, orientada no sentido N-S, e
3
apresentando estágio refletivo ao norte passando a intermediário na porção central, e a
dissipativo ao sul (ABREU de CASTILHOS,1995).
Figura 1: Localização da área de estudo, em destaque a Praia da Armação, litoral sul da ilha de Santa Catarina.
3.1 Problemas de erosão na praia
Moradores da Praia da Armação relatam que sofrem com problemas de erosão costeira
há mais de dez anos, porém, estes eram de forma lenta e progressiva. Mas durante os
meses de abril e maio de 2010 (Figura 2) a praia sofreu um fenômeno de intensa, rápida e
progressiva erosão, o que causou danos na área urbana e colocou em risco a segurança de
seus moradores (NICOLAU & THIESEN, 2011).
Em junho de 2010 a Prefeitura de Florianópolis por intermédio da empresa SOTEPA
construiu na praia uma barreira artificial, para evitar a destruição de mais residências e
garantir a segurança na comunidade local.
Esta barreira construída por meio de um dique de enrocamento longitudinal se estende
ao longo da área mais crítica da praia (1.600 metros) chegando a atingir em alguns pontos 5
metros de altura.
4
Figura 2: Problemas de erosão na Praia da Armação. (Fonte: Defesa Civil municipal, 2010)
3.2 Caracterização da Área de Estudo
O regime de ondas na área de estudo é caracterizado em cinco sistemas. Isto foi
identificado por Araujo et al. (2003) a partir de análise estatística obtidos por um ondógrafo
fundeado em águas profundas ao longo da Ilha de Santa Catarina. Dois deles estão
associados à passagem de sistemas frontais, que formam vagas (seas) com período de 4-5
s de nordeste na fase pré-frontal, evoluindo para vagas bem desenvolvidas de sul com
períodos de 5-7,5 s na fase pós-frontal. Outro sistema é caracterizado por vagas bem
desenvolvidas de leste (8s) que são formadas pelo anticiclone semi-permanente do Atlântico
Sul. Os marulhos (swells) geralmente provêm de sudeste e também são formados pela
passagem de sistemas frontais, mas são gerados a grandes distâncias da costa, com
períodos de 11 a 14s. Durante o outono e o inverno ocorrem as maiores ondulações, no
verão há um balanço entre as mesmas e na primavera prevalecem as vagas de leste Araujo
et al. (2003).
A variação de marés na Ilha de Santa Catarina está classificada em regime de
micromaré, com amplitude máxima de 1,2 metros, condições de sizígia e regime semidiurno
(DAVIES, 1964). De acordo com Trucollo (1998) as maiores variações do nível do mar na
região ocorrem devido às marés meteorológicas, pois podem provocar uma elevação de no
máximo 1 metro acima da maré astronômica e ocorrer na frequência de 10 dias.
5
4. REFERENCIAL TEÓRICO
4.1 Morfodinâmica
A morfodinâmica é definida como o ajuste mútuo da topografia e da dinâmica dos
fluidos (ondas, marés e correntes) envolvidos no transporte sedimentar (WRIGHT e THOM
1977 apud: CARTER & WOODROFFE, 1994). Sendo um ciclo contínuo entre a topografia e
a dinâmica dos fluidos pelo transporte de sedimento. Este transporte é um intermediário que
une o sistema e ajusta a topografia e a dinâmica dos fluidos, por sua vez resulta no
transporte concluindo um esquema de retroalimentação (Figura 3).
Figura 3: Componentes primários envolvidos na morfodinâmica costeira. ∆t representa o tempo decorrido no processo de evolução costeira (CARTER E WOODROFFE, 1994).
Segundo Hoefel (1998) o conhecimento do comportamento morfodinâmico para uma
praia especifica permite o acompanhamento espaço–temporal de ciclos de
erosão/deposição e definição de patamares esperados de variação morfológica.
Klein (2004) assume que praias de enseada podem ter diferentes características
morfodinâmicas em diferentes pontos, devido a variação no grau de exposição às ondas ao
longo de toda a praia.
De acordo Short (1999) a porção mais protegida da praia (curva), que está sujeita a
menores ondas, propende a ser mais refletiva, enquanto que a região mais distante do
promontório tende a ser mais retilínea e dissipativa. Por outro lado Klein & Menezes (2001)
sustentam que para as duas regiões, o tipo de praia irá depender do tamanho do grão de
sedimento disponível. Eles ressaltam ainda que o estado morfodinâmico das praias
dependente do contexto geológico e dos fatores hidrodinâmicos da área.
6
4.2 Linha de Costa
Dolan et al.(1980) apud Boak & Turner 2005, definem que a linha de costa coincide
com a interface física da costa emersa/imersa. Entretanto Suguio (1992) define a linha de
costa como o limite entre o continente e o mar, onde não há efetiva ação marinha no
alcance máximo das ondas.
De acordo com Camfield & Morang (1996) a linha de costa é um elemento
geomorfológico que apresenta alta dinâmica espacial decorrente de respostas aos
processos costeiros de diferentes magnitudes e frequências. Suas mudanças de posição
são de natureza complexa, envolvendo diversos processos ligados a elevação do nível do
mar em curto e longo prazo, balanço de sedimentos, movimentos tectônicos entre outros.
Boak & Turner (2005) relatam que a linha de costa está continuamente sofrendo
alterações ao longo do tempo, pelo transporte transversal e longitudinal de sedimentos
principalmente pela dinâmica natural do nível do mar, devido à ação das ondas, maré e
tempestades, portanto a linha de costa pode ser considerada como uma linha móvel e a sua
posição pode variar em todas as escalas.
A definição da posição da linha de costa, em função da sua continua variação espaço -
temporal, tornou-se um desafio para os pesquisadores, nesse sentido convencionou-se o
uso de indicadores para determinar a variação da linha de costa, pois estes reduziram esta
dificuldade (ARAUJO et. al. 2009).
Segundo Boak & Turner (2005) um indicador é uma feição usada como aproximação
para a linha de costa “verdadeira”, devendo ser facilmente visualizado em campo, em
fotografias aéreas e em qualquer praia.
Diversos indicadores já foram sugeridos, tais como, topo ou base da falésia, escarpas,
linha de vegeta o, linha de dei a ou de detritos, linha d água instantânea, interface areia
seca/areia molhada. A interface areia seca/areia molhada caracteriza-se por uma notória
mudança de tonalidade na areia da praia e geralmente é o mais utilizado por apresentar
uma melhor visualização tanto em fotografias aéreas quanto em campo (MORTON &
SPEED, 1998; PAJAK & LEATHERMAN, 2002).
4.2.1 Sensoriamento Remoto (fotografias aéreas e imagens de satélite)
De acordo com Anders & Byrnes (1991), as avaliações da variação da linha de costa
através do uso de fotografias aéreas apresentam grandes vantagens, como, um dos
métodos mais acessíveis, econômicos e por não necessitar de uma extensa atividade em
campo. Araujo et al. (2009) relatam que para identificação da linha de costa através de
fotografias aéreas, várias feições podem ser utilizadas, como por exemplo, linha de água
mais elevada (preamar), linha de duna e linha de vegetação. Klein et al. (2006) afirmam que
fotografias aéreas também permitem analisar diversas características das praias como, a
7
extensão das zonas de surfe e de espraiamento, presença de bancos, correntes de retorno
e cúspides praiais.
Após os objetivos da fotointerpretação serem escolhidos a acurácia dos resultados
dependerá da habilidade do intérprete em identificar os elementos de forma correta
(BARRET & CURTIS, 1992).
Moore (2000) salienta a necessidade da retificação da ortofotografias através do
georreferenciamento, devido à: (1) distorção radial em função da lente da câmera, (2)
distorção por relevo, (3) distorções devido à inclinação da aeronave e (4) variação na escala
da imagem por mudanças na altitude do vôo.
Na década de 1960 o termo sensoriamento remoto foi conceituado como, uma
ferramenta de obtenção e medição de um objeto sem tocá-lo, a partir desta época ele
tornou-se essencial nas ciências que estudam o meio ambiente (FISCHER 1975, apud
CURRAN, 1986).
Nas últimas décadas devido ao avanço tecnológico, foram desenvolvidos pacotes de
softwares que facilitaram a extração dos dados referentes à posição da linha de costa como
por exemplo, o “Digital Shoreline Analysis System” ou “DSAS” que permite calcular as taxas
de variação da linha de costa, a partir de uma serie de dados (THIELER et al. 2005).
4.2.2 Detecção da linha de costa
Para a detecção da linha de costa primeiramente necessita-se escolher o indicador da
mesma, que servirá como uma melhor aproximação da linha de costa verdadeira e então
detectar este indicador na fonte de dados (e.g. fotografias aéreas e mapas). A escolha e a
detecção do indicador da linha de costa são possíveis fontes de erros na estimativa da linha
de costa, e devem ser levados em consideração (STOCKDON et al. 2002).
4.2.3 Quantificação da evolução e a previsão de futuras linhas de costa
Ferreira et al. (2006) em um estudo sobre a variação da linha de costa, realizado em
Algarve, Portugal, enquadraram a taxa da variação da linha de costa em três situações
possíveis: (1) erosão (o valor da variação média da linha de costa é negativo, considera-se
então que a mesma está enfrentando um processo de retração), (2) estabilidade dinâmica (o
valor da variação média da linha de costa for próximo de zero ou zero, a linha de costa não
migra) e (3) progradação (o valor da variação média da linha de costa é positivo, assume-se
então que a costa está sob um processo de progradação em direção ao mar). O mesmo foi
adotado nesse estudo.
Para projeção de futuras linhas de costa Ferreira et al. (2006), usaram um período de
50 anos, pois se trata de uma aproximação de longo-período (décadas) e é adequada para
definição de processos de gestão costeira. O método utilizado envolve quatro
procedimentos principais: (1) a quantificação da evolução da orla costeira e da previsão de
8
futuras linhas de costa, (2) ajuste da aceleração do nível do mar, (3) avaliação dos impactos
por tempestades e (4) representação dos cenários de linha de costa.
O presente trabalho utilizou um período de 10, 20, 50 e 100 anos e a análise foi feita a
partir dos valores de End Point Rate (EPR) encontrados para o período de 1938 a 2010,
método detalhado na metodologia.
4.3 Estabilidade da Forma em Planta
A forma em planta que as praias sedimentares adotam, seja natural ou artificial, é o
produto da interação dos agentes dinâmicos que atuam sobre a praia e as próprias
características físicas da costa. Entre os agentes que atuam sobre a costa, as ondas são as
que fornecem mais energia ao sistema (em uma escala de dias a anos), devido a isso as
ondas são o principal agente na determinação da forma em planta de uma praia (JIMÉNES
et al. 1995). Outros agentes que influenciam nesta forma são os tipos de sedimento
existente e a geometria tanto lateral quanto transversal da praia (MEDINA et al. 2001).
Uma praia de enseada é considerada estável quando seu perfil praial e a sua forma em
planta se encontram em equilíbrio (BRUUN 1953, apud HSU et al., 2008). Os mesmos
autores descreveram que uma linha de costa que mantém sua forma geométrica se
encontra em estado de equilíbrio.
Em razão da grande importância da estabilidade da linha de costa, diversos modelos
foram criados para tentar ajustar a forma em planta de praias de enseadas através de
diversas equações, as três principais são: (1) a equação da espiral logarítmica (KRUMBEIN,
1944; YASSO, 1965), (2) a equação da tangente hiperbólica (MORENO & KRAUS, 1999;
MARTINO et al. 2003) e a (3) equação parabólica (HSU e EVANS, 1989; HSU et al. 2000,
2008) .
De acordo com Klein et al. (2003), o modelo parabólico é mais robusto que os demais,
por não representar apenas uma solução matemática que define a forma da enseada a
partir de dados geométricos, mas leva em consideração parâmetros relacionado com a
direção da onda de maior energia (obliquidade).
A equação parabólica (equação 1) desenvolvida por Hsu & Evans (1989) é uma
equação polinomial de segunda ordem, com coordenadas polares, que foi desenvolvido
para se adequar á forma de 27 protótipos e modelos de enseadas que acredita-se estarem
em equilíbrio estático.
Eq. 1
Os parâmetros principais são; o comprimento da linha de controle supracitada R0 e o
ângulo entre a direção de onda e a linha de controle, ângulo β como representado na Figura
9
4, os valores de R0 e β podem ser obtidos através de mapas, fotografias aéreas e dados de
ondas. A direção de onda é assumida como sendo a tangente à porção retilínea da costa.
Cada comprimento RN forma um ângulo θN com a crista da onda que difrata na ponta do
promontório. As 3 constantes C0, C1 e C2 geradas pela análise da regressão variam em
função do ângulo β, e são definidas através de testes e experimentos tabelados. Os
parâmetros da equa o s o apresentados na forma de razões (e.g. RN/R0, β/θN) para que
a aplicação do modelo possa ser realizada independente da escala.
Figura 4: Desenho esquemático das variáveis da equação parabólica (modificado de HSU e EVANS, 1989, apud SILVEIRA et al.,2010).
A partir da definição dos 3 pontos de controle, (1) ponto de difração (P) (é definido como
último ponto onde a ondulação incidente sofre difração antes de chegar à praia), (2) ponto
de encerramento da influência do promontório na praia (E) (é definido como sendo o início
da porção retilínea da costa), (3) direção de onda (R) (é definida como a tangente a esse
ponto), o modelo gera a forma em planta estável da praia, definida pela ação da direção de
onda indicada, em condições de balanço sedimentar nulo (HSU & EVANS, 1989).
Hsu et al. (2008) definiram que as praias podem ser classificadas quanto à estabilidade
da forma em planta, em quatro estados, são eles:
Equilíbrio estático, é o estado no qual as ondas quebram simultaneamente ao longo de
toda enseada, não ocorrendo deriva litorânea e nem processos de erosão e acresção de
longo período.
10
Equilíbrio dinâmico, é o estado no qual as ondas quebram obliquamente, fazendo surgir
correntes longitudinais que transportam o sedimento. Enquanto que a fonte de sedimento
estiver mantida a forma em planta da praia não coincide com a calculada.
Instável, é o estado no qual o aporte de sedimento é reduzido e a linha de costa
regredirá para a linha de costa calculada, podendo causar destruições e prejuízos em locais
onde existiam construções muito próximas a linha de costa.
Remodelamento natural, são aquelas praias que apresentam estruturas induzidas pelo
homem, visando à estabilidade da linha de costa.
Hsu et al. (2000) sugerem para locais que vem sofrendo problemas de erosão a
construção de estruturas que coloquem a praia na forma de equilíbrio estático, pois é a
forma mais estável sobre a ação das ondas.
Ao analisar a aplicação do modelo parabólico Vargas et al. (2002) perceberam que
apesar de ser simples, é trabalhosa e demorada, porém a mesma poderia ser feitas com o
auxilio do processamento computacional. A partir disso os autores desenvolveram o
software MEPBAY®, cuja sua finalidade é facilitar e tornar mais precisa a aplicação do
modelo parabólico na análise da estabilidade da forma em planta das praias de enseada
(Figura 5).
Figura 5: Interface do software MEPBAY® (VARGAS et al., 2002), indicando os pontos de controle.
Aplicação para a praia da Armação – Florianópolis - SC.
11
5. METODOLOGIA
A metodologia do presente projeto foi realizada de acordo com a Figura 6.
Figura 6: Fluxograma da metodologia utilizada na análise da evolução e estabilidade da linha de costa. (EQM = erro quadrático médio, IPUF = Instituto do Planejamento Urbano de Florianópolis – SC).
5.1 Aquisição e Digitalização das Imagens
Para desenvolver os objetivos deste trabalho, as fotografias aéreas referente aos anos
de 1938, 1957, 1977, 1994, 1998 e 2002 foram obtidas no Instituto do Planejamento Urbano
de Florianópolis – SC (IPUF). A imagem de 2007 foi adquirida do satélite Quickbird online
pelo software GoogleEarth®, enquanto que para o ano de 2010 foi utilizado à imagem
QuickBird disponível como mapa base do Sistema de Informações Geográficas ArcGIS® 10
(DIGITALGLOBE CORPORATE, Google Earth).
Com o intuito de realizar a padronização das fotografias aéreas e imagens de satélite
Araujo et. al (2009) sugerem manter uma representatividade do pixel (RP) de 1 metro, ou
seja, cada pixel das fotografias e imagens representam aproximadamente 1 metro no
terreno.
Isso se deu pela multiplicação da escala da imagem pelo valor em metros de uma
polegada (2.54x10-2) e o seu resultado foi dividido pela resolução que a imagem foi
digitalizada (equação 2).
12
Eq. 2
Na Tabela 1, consta o ano de referência de cada imagem digital, as respectivas escalas e altitudes, a resolução de cada imagem digital, a representação do pixel no terreno e a fonte.
Tabela 1: Características das fotografias aéreas e imagens.
Ano Escala/Altitude (m) Resolução Representação do
pixel no terreno (m) Fonte
1938 1/30.000 300 dpi 2,54 Ipuf
1957 1/25.000 300 dpi 2,12 Ipuf
1977 1/25.000 300 dpi 2,12 Ipuf
1994 1/25.000 300 dpi 2,12 Ipuf
1998 1/15.000 300 dpi 1,27 Ipuf
2002 1/15.000 300 dpi 1,27 Ipuf
2007 3.670 4800x4121
pixel
GoogleEarth®
2010 1/1.250
QuickBird disponível como mapa base do
ArcGIS® 10
5.1.1 Georreferenciamento e Construção dos Mosaicos
Após a digitalização as imagens foram georreferenciadas utilizando a imagem QuickBird
disponível como mapa base do Sistema de Informações Geográficas ArcGIS® 10. Onde as
mesmas auxiliaram a fixação dos pontos de controles (PCs), necessários ao processo de
correção.
Para cada imagem foi utilizado no mínimo 20 PCs (Figura 7), distribuídos ao longo de
toda área de estudo, com maior ocorrência próxima a linha de costa. Como referência para
esses PCs foram utilizados, na sua maioria, casas e cruzamentos de ruas.
Após executou-se a retificação de cada imagem e para a visualização total da área de
estudo e confeccionar as linhas de costa para os anos de 1957, 1977 e 1998 foi necessário
a construção dos mosaicos.
13
Figura 7: Exemplo do georreferenciamento, Praia da Armação, 1977. Em destaque na figura o EQM referente à imagem e os pontos de controle.
5.1.2 Erros inerentes ao processo fotogramétrico
Com a realização do georreferenciamento é gerado um erro quadrático médio (EQM),
que corresponde à média geométrica dos erros para todos os PCs. Para o desenvolvimento
deste projeto, foi definido o erro quadrático médio limite (EQMlimite) de acordo com os
padrões da Federal Geographic Data Committee (1998). Esse padrão tende a medir
imprecisões decorrentes do processo fotogramétrico e nos mostra uma relação linear entre
a escala da imagem e o EQMlimite, através da equação3.
Eq. 3
Após os EQM serem gerados, estes foram multiplicados por uma constante no valor de
1,7308, com o objetivo de adquirir um EQM95% (equação 4), que corresponde a um nível de
confiança de 95% em relação à verdadeira posição dos pontos no mapa base. Com isso
podemos garantir que qualquer ponto terá um erro menor ou igual ao EQM95%, onde o
mesmo não deve ser maior que o EQMlimite.
Eq. 4
Para os mosaicos de cada ano o erro adotado foi sempre o erro referente à imagem
com maior EQM95%. Os erros encontrados para cada ano e suas confiabilidades estão
demonstrados na Tabela 2.
14
Tabela 2: Erros calculados para cada imagem. Em negrito, os erros dos mosaicos que foram considerados nas análises.
Ano Base utilizada EQM
encontrado (m)
Erro com nível de confiança de 95% (EQM
*1, 7308) (m)
1938 Mapa base do ArcGIS® 10 1,49 2,58
1957 Mapa base do ArcGIS® 10 1,53 2,65
1957 Mapa base do ArcGIS® 10 1,59 2,75
1977 Mapa base do ArcGIS® 10 1,26 2,18
1977 Mapa base do ArcGIS® 10 1,42 2,45
1994 Mapa base do ArcGIS® 10 0,77 1,34
1998 Mapa base do ArcGIS® 10 0,85 1,47
1998 Mapa base do ArcGIS® 10 0,91 1,58
2002 Mapa base do ArcGIS® 10 0,88 1,52
2007 Mapa base do ArcGIS® 10 0,54 0,94
2010 Mapa base do ArcGIS® 10 0,00 0,00
5.1.3 Extração da linha de costa
O indicador ideal para a extração da linha de costa é aquele que apresenta melhor
visualização em campo, em fotografias e imagens aéreas, devendo estar presente em todas
as séries temporais já que o presente trabalho utiliza comparação em escala temporal
(BOAK & TURNER, 2005).
Levando em consideração esses fatores, a extração desta foi efetuada através do
indicador mais evidente e de melhor visualização nas imagens, a interface Vegetação/Praia.
5.1.4 Cálculo da evolução (DSAS)
Através da ferramenta computacional DSAS, proposta por Thieler et al. (2008) e
desenvolvida para uso no sistema de informação geográfica ArcGIS®, foi calculado a taxa
de variação da linha de costa.
Esta ferramenta consiste em gerar transectos ortogonais a linha de costa, com
espaçamento pré-definido entre si. Por meio desses transectos, as variações são calculadas
comparando a distância das linhas de cada ano, com a posição de uma linha base e as
dividindo pelo tempo decorrido entre as duas datas. Obtendo-se como resultado a taxa
15
anual de migração em metros. Este método de calcular a taxa de variação linear entre duas
linhas de costa é denominado EPR (End Point Rate).
Os 3.500 m de extensão do arco praial da Enseada da Praia da Armação foram
divididos em 20 perfis transversais (transectos), com espaçamento entre si de 150 m,
distribuídos no sentido norte – sul.
Para melhor visualização e análise da área de estudo esta foi divida em 3 setores
(Figura 8), setor norte corresponde dos transectos 1 ao 8, setor centro dos transectos 9 ao
14 e para o setor sul dos transectos 15 ao 20.
Figura 8: Setores da área de estudo com um total de 20 transectos perpendiculares à costa,
dispostos de Norte para Sul.
16
Os cálculos das evoluções das linhas de costa foram analisados em ordem cronológica,
começando pelas linhas de costa de 1938 a 1957, 1957 a 1977, 1977 a 1994, 1994 a 1998,
1998 a 2002, 2002 a 2007, 2007 a 2010 e 1938 a 2010.
Para garantir a confiabilidade dos dados foram somados os EQM95% para cada ano.
Sendo assim, entre os anos de 1938 a 1957, somaram-se os valores dos EQM95% referentes
a cada ano e, portanto, não foram consideradas variações totais menores ou iguais a 5,33
m, pois esse é o erro que pertence a essa comparação e assim consecutivamente às outras
datas (Tabela 3).
Tabela 3: EQM95% utilizado quando comparados os anos.
Anos Comparados EQM95%(m)
1938-1957 5,33
1957-1977 5,21
1977-1994 3,79
1994-1988 2,92
1998-2002 3,10
2002-2007 2,46
2007-2010 0,94
1938-2010 5,33
5.1.5 Análise da evolução da linha de costa
Após o cálculo da evolução da linha de costa foram criados gráficos para auxiliar na
visualização da evolução e variação da mesma. Os parâmetros assumidos para está análise
foram os de progradação, estabilidade dinâmica e retração da linha de costa. Onde valores
positivos indicam progradação da linha de costa, valores próximos de zero ou zero
significam que a linha de costa esta em estabilidade dinâmica e valores negativos indicam
retração da linha de costa.
5.2 Análises da projeção de futuras linhas de costa
Esta análise foi feita a partir dos valores de EPR encontrados para o período de 1938 a
2010, valores estes, calculados com o auxílio da ferramenta computacional DSAS. Estes
valores foram multiplicados por 10, 20, 50 e 100 anos.
Para garantir a confiabilidade dos valores das futuras taxas de variação da linha de
costa foram somados os valores dos EQM95% referentes aos anos de 1938 a 2010 e o
resultado dividido pela quantidade de anos decorridos. Sendo utilizados apenas os valores
de EPR maiores que os encontrado no EQM95%.
17
5.3 Análise da estabilidade da forma em planta
A análise utilizou o software MEPBAY® 2.0, cuja sua finalidade é facilitar e tornar mais
precisa a aplicação do modelo parabólico na análise da estabilidade da forma em planta das
praias de enseada (VARGAS et al.,2002).
O software sugere os seguintes passos: (1) carregar as fotografias/imagens no formato
JPG ou BMP; (2) apontar a escala, tendo como referência a escala gráfica das
fotografias/imagens carregadas, para obter resultados em metros; (3) posicionar os pontos
de controle: ponto de difração, ponto de início da porção retilínea e a tangente a esse ponto;
(4) indicar qual a orientação relativa entre a costa e o promontório; (5) indicar qual o
incremento do ângulo θ entre dois raios consecutivos que se deseja verificar; (6) ajustar o
limite do incremento do ângulo θ para se assemelhar à forma de toda a baía; e (7) observar
a linha de costa gerada pelo software e compará-la com a praia. Para posteriormente
interpretar os resultados e determinar o estado de equilíbrio da mesma.
18
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO
6.1 Aquisição e digitalização das imagens
Devido às diferentes escalas nas quais as imagens foram obtidas, a padronização do
pixel variou entre 1 e 2,5 m (Tabela 4). Conforme sugerido por Araujo et. al. (2009) para
fotografias aéreas e imagens de satélite deve-se manter uma representação do pixell de 1
metro aproximadamente, ou seja, cada pixel das fotografias e imagens representando 1
metro no terreno.
Mas para isso acontecer uma solução seria realizar o cálculo da padronização antes de
digitalizar as imagens, pois assim a qualidade em dpi que a imagem seria digitalizada
poderia ser escolhida de acordo com a escala de cada foto, já que a escala das imagens
não permite alterações.
Tabela 4: Valores do pixel para cada imagem
Anos Escala/altitude do vôo
(m) Representatividade do pixel
(m)
1938 1/30.000 2,54
1957 1/25.000 2,12
1977 1/25.000 2,12
1994 1/25.000 2,12
1998 1/15.000 1,27
2002 1/15.000 1,27
2007 3.67 -
2010 1/1.25 -
19
6.2 Evoluções da Linha de Costa
A Figura 9 apresenta os resultados da variação da linha de costa para o Setor Norte da
Praia da Armação entre os anos de 1938 a 2010.
Figura 9: Variação da linha de costa para o setor norte da Praia da Armação. Valores positivos indicam progradação da linha de costa ao passo que negativos indicam retração.
1938- 1957
Foi observado neste período que a linha de costa sofreu retração em todos os
transectos, sendo que a partir do transecto T4 essa retração foi menor.
1957- 1977
A linha de costa para este período na sua maioria ficou fora do intervalo de confiança
(5,206 m). Quando comparada com os anos de 1938 a 1957, a linha de costa apresentou
comportamento inverso. Para este período a linha de costa apresentou apenas valores
positivos, indicando progradação, esta progradação foi marcada por uma queda na porção
inicial do setor seguida de uma estabilidade e ao se aproximar do setor centro ocorreu um
acréscimo nos valores,tendendo a progradação.
1977–1994, 1994-1998, 1998-2002, 2002-2007 e 2007-2010
20
Para estes anos obedecendo à margem de erro referente ao intervalo de cada análise,
a variação da linha de costa tendeu a um padrão de estabilidade. As variações máximas e
mínimas ficaram entre +10 e -10m.
1938 – 2010
No geral, para o período de 72 anos a linha de costa no setor norte, do transecto T1 ao
T4 diminuiu o processo de retração, no transecto T5 esta retração aumentou quando
comparada com o restante do setor. Ao longo dos 72 anos a variação média foi de
aproximadamente -13,5 m (Figura10).
21
Figura 10: Transectos referentes ao setor norte, gerados a partir do DSAS para a análise da linha de costa da Praia da Armação. Como exemplo: imagem QuickBird disponível como mapa base do ArcGIS
® 10.
22
A Figura 11 apresenta os resultados da variação da linha de costa para o Setor Centro da
Praia da Armação entre os anos de 1938 a 2010.
Figura 11: Variação da linha de costa para o setor centro da Praia da Armação. Valores positivos indicam progradação da linha de costa ao passo que negativos indicam retração.
1938-1957
Foi possível observar para este intervalo que a variação da linha de costa em sua
maioria assumiu valores negativos indicando retração, mas a partir do transecto T13 ocorreu
progradação da linha de costa.
1957 – 1977
Neste período levando em consideração à margem de erro de 5,2 m, a linha de costa
sofreu programação crescente no sentido T9 para T14, o único ponto no qual essa
progradação teve uma queda foi o transecto T13.
1977 – 1994
23
Ao contrario do período anterior este intervalo apresentou retração da linha de costa em
todas as porções, decrescendo do transecto T9 ao T14 e tendo variação máxima de
aproximadamente -22 m.
1994 - 1998
Para este período os seis transectos analisados (T9 ao T14), ficaram dentro da margem
do erro de confiabilidade, não havendo variações consideráveis.
1998 – 2002
Neste intervalo observou que apenas o transecto T9 ficou fora da margem de erro de
3,099 m encontrada para este período, onde nesta porção do setor ocorreu progradação.
2002 - 2007
Foi observado neste intervalo que a linha de costa sofreu retração ao longo de todo o
setor, desconsiderando os transectos T10 e T14 que estão dentro da margem de erro, é
notório o aumento desta retração quando comparada entre os transectos T9 ao T13.
2007 – 2010
Este período foi marcado pela diminuição da progradação da linha de costa referente ao
transecto T9, chegando a atingir valores negativos no transecto T10 o que indica retração da
linha de costa nesta porção. A partir disso ocorreu progradação crescente do T11 ao T14.
1938 - 2010
Para todo o período analisado, assim como o setor norte o setor centro apresentou
retração ao longo de todos os transectos, esta retração foi decrescente no sentido T10 ao
T14, no qual apresentou variações máximas de aproximadamente -25 m (Figura12).
24
Figura 12: Transectos referentes ao setor centro, gerados a partir do DSAS para a análise da linha de costa da Praia da Armação. Como exemplo: imagem QuickBird disponível como mapa base do ArcGIS® 10.
25
A Figura 13 apresenta os resultados da variação da linha de costa para o Setor Sul da Praia
da Armação entre os anos de 1938 a 2010.
Figura 13: Variação da linha de costa para o setor sul da Praia da Armação. Valores positivos indicam progradação da linha de costa ao passo que negativos indicam retração.
1938 – 1957
Para este período foi observado tanto progradação quanto retração da linha de costa.
Notou-se acréscimo na progradação quando comparado o transecto T16 ao T15, mas ao
comparar o transecto T16 ao T18 percebeu-se retração da linha de costa, esta retração que
tende a diminuir ate começar a atingir valores positivos novamente.
1957 – 1977
Neste período assumiu-se que a linha de costa no geral apresentou valores positivos
indicando progradação da mesma. Na porção T19 essa progradação tendeu a diminuir ate
atingir valores negativos, ocorrendo retração de até -7,3 m no transecto T20.
26
1977-1994
Para este período, constatou-se que todos os transectos estiveram acima da margem
de erro de 3,789 m. A praia apresentou dois picos bem marcados, T17 e T20 que se
destacam dos outros transectos por apresentarem as menores retrações para o período
analisado.
1994-1998
Devido à grande maioria dos transectos terem ficado dentro da margem de erro apenas
os transectos T18 e T20 foram analisados. Ocorrendo diminuição da retração ate atingir o
limite zero e começarem a assumir valores positivos, indicando progradação.
1998-2002
Verificou-se neste período que ocorreu progadação da linha de costa, do início da
porção sul até o transecto T17 a variação aumentou, a partir disso a variação da linha de
costa quando comparada em ordem crescente dos transectos, diminuiu significativamente
até assumir valores negativos, ocorrendo retração da linha de costa de aproximadamente
5,5m na porção T20.
2002 – 2007
Obedecendo ao intervalo de confiança referente para este período, dos seis transectos
analisados apenas três ficaram superiores, T16, T17 e T19, onde a retração da linha de
costa aumentou do transecto T16 para o T17 e na porção T19 apresentou valores positivos.
2007 – 2010
Para este intervalo a linha de costa sofreu progradação ao longo de todo setor, esta
progradação aumentou na porção T16 ao T17 e tendeu a estabilizar nos transectos T19 e
T20.
1938 - 2010
Diferente dos outros dois setores ao analisar o maior intervalo de anos o setor sul foi o
único que ao longo de toda área estudada apresentou progradação da linha de costa, a
variação média para este período foi de aproximadamente 8 m. E o setor foi marcado por
dois picos de queda desta progradação T18 e T20 (Figura 14).
27
Figura 14: Transectos referentes ao setor sul, gerados a partir do DSAS para a análise da linha de costa da Praia da Armação. Como exemplo: imagem QuickBird disponível como mapa base do ArcGIS® 10.
28
A praia da Armação consiste numa praia exposta às ondulações dos quadrantes
leste e sul, e apresenta um grau de ocupação crescente de norte para sul (MAZZER &
DILLENBURG, 2009). No setor norte da área de estudo a praia apresenta perfil reflectivo e
em sua maioria ocorreram variações negativas da linha de costa, indicando retração da
mesma. Essa retração tendeu a diminuir quando comparada ao longo dos transectos, T1
para T8. Para o setor centro, onde a praia apresenta estágio intermediário, não foi
observado um padrão de variação. Verificou-se intervalos de anos apenas com valores
negativos, alguns intervalos só com valores positivos e outros intercalando entre negativo e
positivo. Já o setor sul, onde a praia é dissipativa, foi o que apresentou as maiores
variações. No geral o seotr sul teve variações positivas indicando progradação da linha de
costa, esta progradação diminuiu quando comparada ao longo dos transectos T15 ao T20.
(Figura15). Esta diminuição nos valores de progradação pode estar indicando uma
tendência erosiva neste setor.
29
Figura 15: Figura ilustrativa da Praia da Armação. A esquerda uma imagem de 2010 com os transectos gerados a partir do DSAS e a direita um gráfico representando a variação da linha de costa referente a cada ano analisado.
30
O processo erosivo que está ocorrendo na praia da Armação, segundo Bird (1985) apud
Mazzer, (2007) está ocorrendo em 70% das linhas de costa de praias arenosas em todo o
mundo.
Bruun (1972) relata que as causas da erosão costeira não resultam apenas de fatores
antrópicos, mas também de alterações no nível médio do mar, influências de rios, ação de
ondas e de correntes litorâneas
As possíveis causas da variação da linha de costa podem estar relacionadas à
alteração no padrão de circulação hidrológica e sedimentar que ocorre na praia,
provavelmente devido às construções irregulares e as obras de contenção a erosão.
Ressaltando que na porção sul da Praia da Armação foi construído um molhe, impedindo o
aporte sedimentar do Rio Quinca Antônio para a mesma, acarretando na diminuição do
aporte sedimentar.
A Defesa Civil municipal de Florianópolis, concluiu em julho de 2010 que os molhes da
Armação e da Barra da Lagoa são os responsáveis pelos efeitos devastadores das ressacas
que ocorreram nos últimos tempos. A Defesa Civil falou ainda que os molhes alteram a
deriva litorânea e provocam efeito dominó nas praias próximas as que têm os molhes
(clicrbs, 2010; floripamanha.org, 2010)
Não sabe-se ao certo a data da construção do molhe da Armação, pois ele foi
construído antes da legislação ambiental do Estado, que foi instituída em 1981, devido a
isso o molhe não passou por licenciamento dos órgãos competentes (FATMA E FLORAM).
O presidente da Associação dos Pescadores, Fernando Sabeno, relata que o molhe da
Armação foi construído em 1972, pela Companhia Baleeira da Armação, não sabendo bem
ao certo qual a sua verdadeira função. Acredita-se que foi feito para auxiliar os moradores
que viviam da caça da baleia. Por outro lado, pescadores descrevem que possuem fotos da
infância, década de 1950, e que o molhe já existia.
Os processos naturais da dinâmica praial, como correntes, ondas e ventos, alteram a
morfologia praial resultando na variação da linha de costa, o que pode ser considerado outra
hipótese dos processos ocorrentes na Praia da Armação. Simó & Horn Filho (2004) a partir
de bibliografias levantadas e saídas de campo verificaram estes processos para a mesma
praia.
Praia da Armação pode estar sofrendo com eventos de alta pluviosidade na região, que
causam a elevação nível do lençol freático e a diminuição da permeabilidade do sedimento,
aumentando a velocidade do espraiamento das ondas sobre a face praial, podendo causar
maiores variações da linha de costa e salientar os processos erosivos.
As maiores variações da linha de costa encontradas na análise podem estar associadas
à variação do estágio morfodinâmico. Como já citado anteriormente a praia apresenta
estágio reflectivo no setor norte, intermediário no setor centro passando a dissipativo no
31
setor sul (ABREU de CASTILHOS, 1995). De acordo com Short (1999) o estágio
intermediário apresenta maior mobilidade, o que pode explicar a ocorrência das maiores
variações encontradas no setor centro passando para o setor sul. O setor centro é o setor
mais exposto as ondulações provenientes de leste e sul, a ação destas ondas aumenta a
declividade da face praial, favorecendo os processos erosivos (ABREU de CASTILHOS et
al., 2005).
De acordo com Oliveira (2009) a Praia da Armação é composta de areia grossa
moderadamente selecionada e declividade moderada a alta, o mesmo autor relata que em
eventos de grandes ressacas, praias expostas de areia fina apresentam menor declividade
enquanto que praias expostas de areia grossa podem exibir maior declividade.
Simó & Horn Filho (2004) relatam que os episódios de ressacadas na Ilha de Santa
Catarina vêm aumentando com o decorrer dos anos. Sugere-se que estes episódios quando
associados à ocupação irregular colaboram com as variações da linha de costa. Os autores
também assumem que a ocupação irregular de praias e balneários está diretamente
relacionada com os episódios de ressacas, pois estas ocupações não levam em
consideração ambientes como pós-praia e ou dunas frontais, impedindo a troca de
sedimento entre estes ambientes, intensificando os processos erosivos
Nos últimos anos a Praia da Armação vem sofrendo com os processos erosivos,
principalmente na porção sul do setor centro e em todo setor sul (RUDORFF & BONETTI,
2010). De modo geral, a análise para este setor apresentou uma diminuição na
progradação, tendendo à erosão.
Ao constatar o grau de ocupação crescente de norte para o sul, a construção do molhe,
o aumento das ressacas, as diferenças no estágio morfodinâmico dos setores, o relato dos
moradores sobre os problemas com erosão bem como as análises feitas, supõe-se que a
praia esteja buscando a estabilidade e que as variações da linha de costa são decorrentes
desta busca. Quanto ao problema erosivo, de maneira geral acredita-se que as construções
sobre a faixa de areia fixaram a linha de costa, não permitindo a mobilidade da mesma, por
exemplo, com a entrada de fortes ressacas a praia não tem mais condições de se recompor
naturalmente. A Defesa Civil propõe a recuperação da Praia da Armação a partir do desvio
do leito do Rio Quinca Antônio para voltar a correr no sentido da praia, desassorear o Rio
Quinca Antônio e fazer o engordamento da praia.
A metodologia aplicada não levou em consideração o grau de urbanização da praia,
devido a isso, segere-se analisar as variações da linha de costa geradas pelo programa
juntamente com o nível de ocupação da área.
32
6.3 Projeção de Futuras Linhas de Costa
Na Tabela 5 encontram-se os dados de projeção de taxas de linhas de costa para os
próximos 10, 20, 50 e 100 anos.
As taxas de migração do setor norte e do setor centro, apresentaram comportamento
semelhante, os valores estimados de variação da linha costa para os próximos 10 anos
representaram riscos para algumas das estruturas até então presentes na região, visto que
os valores de retração encontrados para este período alcançaram uma migração de 4,3
metros para o setor norte e 3,5 metros para o setor centro. Enquanto para os próximos 20,
50 e 100 anos, se a linha de costa obedecer aos valores de retração apresentados na
análise os valores de retração poderão chegar a 43 metros no setor norte e 35 metros no
setor centro, comprometendo assim todas as estruturas ali presentes.
Enquanto que para o setor sul, encontrou-se apenas valores positivos indicando uma
progradação da linha de costa, não indicando perigo para as construções presentes no
setor.
Esta análise quando assume os piores cenários pode ser considerada como uma
ferramenta de grande importância e auxílio para o gerenciamento costeiro. Klein (2006)
afirma que o litoral centro-norte catarinense vem sofrendo diversos processos erosivos, e
que urgentemente necessita-se de métodos e soluções para a recuperação desses
ambientes.
Na medida em que as projeções futuras geram informações preocupantes e
aproximação com a realidade, devem-se realizar medidas cabíveis para evitar a destruição
de patrimônios públicos e privados.
33
Quadro 1:Valores da projeção das futuras linhas de costa, em destaque os valores utilizados para análise dos dados (valores de EQM 95%).
Transectos EPR 10 anos
20 anos
50 anos 100 anos
Seto
r N
ort
e
1 -0,43 -4,3 -8,6 -21,5 -43
2 -0,26 -2,6 -5,2 -13 -26
3 -0,14 -1,4 -2,8 -7 -14
4 -0,03 -0,3 -0,6 -1,5 -3
5 -0,2 -2 -4 -10 -20
6 -0,11 -1,1 -2,2 -5,5 -11
7 -0,12 -1,2 -2,4 -6 -12
8 -0,2 -2 -4 -10 -20
Seto
r C
entr
o
9 -0,29 -2,9 -5,8 -14,5 -29
10 -0,35 -3,5 -7 -17,5 -35
11 -0,23 -2,3 -4,6 -11,5 -23
12 -0,2 -2 -4 -10 -20
13 -0,13 -1,3 -2,6 -6,5 -13
14 0,02 0,2 0,4 1 2
Seto
r S
ul
15 0,15 1,5 3 7,5 15
16 0,15 1,5 3 7,5 15
17 0,18 1,8 3,6 9 18
18 0,02 0,2 0,4 1 2
19 0,17 1,7 3,4 8,5 17
20 0,02 2 4 10 20
6.3 Estabilidades da Forma em Planta
Para obter o resultado da estabilidade da forma em planta da Praia da Armação, foi
utilizada a imagem georreferenciada do ano de 2007.
A análise foi realizada com o auxílio do software Mepbay (Vargas et al. 2002). A praia
da Armação apresenta excelente similaridade à forma em planta de uma enseada, onde se
percebe uma extremidade aproximadamente retilínea, uma porção intermediária com leve
curvatura e uma zona de sombra fortemente curvada. E com maior predominância a praia
apresenta as ondulações de leste.
Quando comparado a linha de costa existente com aquela prevista pelo modelo
Mepbay, percebemos que o setor centro da praia encontra-se em equilíbrio estático, ou seja,
o balanço sedimentar é aproximadamente nulo. O balanço sedimentar é um dos fatores para
determinar o estágio de equilíbrio de uma praia (KLEIN, 2004). A praia da Armação sofre
maior influência da Região Hidrográfica Litoral Centro (área de drenagem é de 5828 km2),
indicando baixa contribuição do aporte sedimentar fluvial.
34
Enquanto que para o setor sul a linha de costa quando comparada com a obtida a partir
do modelo, indica que este setor encontra-se em equilíbrio dinâmico, ou seja, a linha de
costa nesse caso não coincide com a linha de costa em equilíbrio estático. Isso pode estar
ocorrendo devido à transferência de sedimento entre praias adjacentes. Por via eólica esta
transferência pode não estar ocorrendo, pois a alta urbanização neste setor pode estar
impedindo este aporte. Outro fator que pode ter influenciado na transferência de sedimento
para a praia foi a construção do molhe na porção sul, impedindo o aporte sedimentar do Rio
Quinca Antônio para o setor sul da praia. A dimensão e orientação dos promontórios
também são fatores de influência, pois dependendo do seu tamanho irá permitir ou não a
transferência de sedimento entre praias adjacentes (KLEIN, 2004).
Figura 16: Aplicação do modelo Mepbay para a Praia da Armação, utilizando uma imagem georreferenciada referente ao ano de 2007.
A partir da Figura 16 percebe-se que a linha de costa gerada pelo modelo abrange a
seção retilínea da praia e a zona de sombra, áreas que de acordo com (MAZZER, 2007) são
classificadas como zonas de vulnerabilidade à erosão.
Percebe-se que a praia busca se ajustar às variações de energia hidrodinâmica,
variando sua largura na área mais interna da parábola. Mas devido à urbanização presente
nesta área, em situações de alta energia hidrodinâmica esta busca pelo equilíbrio é
interrompida, aumentando os problemas de erosão nesta região.
O estado de equilíbrio da forma em planta da Praia da Armação definido neste trabalho
está de acordo com Nicolau & Thiesen (2011). Onde os autores em um estudo com o intuíto
35
de elaborar uma proposta para a recuperação da Praia da Armação, utilizando o modelo
parabólico definiram a estabilidade da forma em planta em equilíbrio dinâmico. Por outro
lado Silveira et al. (2010) em uma análise da estabilidade da forma em planta das praias de
enseada do estado de Santa Catarina e do litoral norte de São Paulo, com o auxílio do
Mepbay definiram a praia da Armação em equilíbrio estático. Entretanto Klein et al. (2003),
em um estudo de caso sobre a estabilidade das praias de Santa Catarina, classificou como
quase - estático o estado de estabilidade da forma em planta da praia da Armação. Esta
diferença pode ter ocorrido devido à diferença do local adotado para o ponto de difração, ou
talvez pela diferença do ano referente à imagem utilizada, pois para o ano de 2007 a praia
em vários pontos ao longo da enseada já se encontrava ocupada e devido a isso considera-
se a linha de costa como fixa.
7. CONCLUSÕES
Para a análise da variação da linha de costa ao longo dos 72 anos pode-se concluir que
o setor norte manteve-se praticamente estável, variando apenas entre os anos de 1938 a
1957 e 1957 a 1977. O setor centro não apresentou um padrão de variação, ocorreram tanto
variações positivas quanto negativas. Já o setor sul foi o setor que apresentou maiores
variações, no geral positivas, mas que indicam uma tendência erosiva para esta porção da
praia.
Em relação à projeção de futuras linhas de costa se as mesmas obedecerem ao padrão
de migração encontrado na analise, faz-se necessário para o setor norte e centro realizar
uma tomada de medidas com o intuito de evitar a perda do patrimônio tanto público quanto
privado. Entretanto para o setor sul não foi detectado nenhum risco para a região, mas da
mesma forma torna-se necessário e fundamental o monitoramento, para verificar possíveis
mudanças.
Ao observar a estabilidade da forma em planta encontrada neste trabalho com a
proposta por Klein (2003) e Silveira et al. (2010) encontramos discordâncias que podem
estar relacionadas com a escala das imagens utilizadas, conforme verificado por Klein et al.
(2003).
A porção sul da praia é que apresenta maior grau de urbanização e onde a praia se
encontra em equilíbrio dinâmico. Isso indica que a linha de costa deve ter uma gestão bem
executada e com frequente monitoramento, uma vez que o estado de equilíbrio dinâmico
pode ser um fator que influência os processos erosivos já existentes.
36
Por fim, tendo em vista os processos de variação da linha de costa da Praia da
Armação, percebe-se que as metodologias utilizadas se mostraram apropriadas para o
alcance dos objetivos.
8. CONSIDERAÇÕES FINAIS
O objetivo deste trabalho foi analisar a variação e a estabilidade da linha de costa da
Praia da Armação. As análises aqui apresentadas se mostram uma ferramenta importante
para o gerenciamento costeiro, pois praias arenosas são ambientes altamente dinâmicos e o
crescimento desordenado da população nestes ambientes, pode gerar risco para a
população ali presente.
O uso de fotografias aéreas e imagens de satélite é útil para compreender e analisar a
área que se deseja estudar. Apesar de não poder substituir saídas de campo que tem como
intuito a coleta de dados, as fotografias aéreas e imagens de satélite são ferramentas muito
úteis no planejamento de trabalhos, na obtenção preliminar de dados secundários e sem
contar que são ferramentas de baixo custo.
O modelo parabólico de Hsu e Evans (1989) pode ser considerado de grande utilidade
para definir o estado de equilíbrio da forma em planta de uma praia de enseada.
Nota-se a necessidade de fornecer soluções para converter o estado de equilíbrio
dinâmico para uma condição de equilíbrio estático, mas para isso se faz necessário um
estudo mais aprofundado do funcionamento das correntes, ondas e transporte sedimentar
da região.
Devido ao deslocamento da linha de costa colocar em perigo a população ali presente
devem-se buscar soluções para mitigar a erosão, como alimentação da praia entre outras,
que gerem uma linha de costa estável.
37
9. REFERÊNCIAL BIBLIOGRÁFICO
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