MODELAGEM DA DISPERSÃO DAS ÁGUAS DO RIO DOCE NA REGIÃO
COSTEIRA DO ESPÍRITO SANTO
RESUMO
No litoral norte do Espírito Santo encontra-se a desembocadura do Rio Doce, que cria uma pluma
que se dispersa de águas no Oceano Atlântico Sul. Apesar de sua importância, estudos sobre a dinâmica
da pluma do Rio Doce são inexistentes. Modelagens de circulação hidrodinâmica, como a dispersão de
águas em regiões costeiras, vêm se tornando temas de estudo de extrema relevância, pois contribuem para
tomadas de decisão, como por exemplo, em estudos ambientais, planos de contenção de derramamentos e
gestão de águas costeiras. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é apresentar o projeto de modelagem da
dispersão das águas do Rio Doce na região costeira do Espírito Santo, que está sendo desenvolvido pelo
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental da UFES, contribuindo assim para a tomada de
decisão de órgãos governamentais e privados.
INTRODUÇÃO
O Rio Doce desemboca no Oceano Atlântico Sul a aproximadamente 19°39' de latitude sul 39°48'
de longitude oeste, descarregando aproximadamente 1056 m³/seg de água doce (HIDROTEC,2004) que
afetam as propriedades físicas e químicas das águas costeiras adjacentes, consequentemente influenciando
processos biológicos.
A dispersão de águas de drenagem continental nas áreas costeiras tem sido reconhecida como um
importante processo físico para o gerenciamento costeiro e de bacias hidrográficas. Rios e estuários
geralmente escoam na forma de pluma, atuando no transporte de sedimentos, nutrientes e materiais
orgânicos do continente para os oceanos (Stacey et al, 1999).
Uma vez que águas residuais e grande carga de sedimentos são descarregadas nas águas de rios e
estuários é importante modelar o comportamento da pluma com a maior precisão possível. Os métodos
mais utilizados consideram a pluma como um jato d'água flutuante, sujeita à variação das marés, ondas,
ventos, fluxo do rio outros forçantes que contribuem com a dispersão da pluma. Estes estudos são
extremamente importantes principalmente em situações graves, tais como derrame de poluentes tóxicos,
onde todas as características do ambiente, que ajudam nos mecanismos de dispersão, devem ser levadas
em consideração (Dyke, 2001). Outras aplicações para o estudo das plumas costeiras através de
modelagem é a determinação da destinação final de seus constituintes, tanto sólidos quanto líquidos, no
ambiente estuarino e costeiro, uma vez que tais constituintes podem afetar a qualidade de produtos
pesqueiros, balneabilidade de praias, equilíbrio sedimentar, etc.
De acordo com Soto (2004), a física, a química, a mecânica dos fluidos e, especialmente, a
simulação numérica procuram contribuir através da quantificação dos processos fluido-dinâmicos e
físico-químicos que acontecem quando um poluente atinge o corpo d’água. A simulação numérica é uma
importante ferramenta para o planejamento de operações de proteção e respostas rápidas a derrames. Um
dos principais objetivos das simulações é a avaliação da trajetória seguida pelos derrames de poluentes, o
que é de extrema importância em tarefas de combate à poluição e recuperação de áreas atingidas. O
conhecimento da trajetória é também fundamental para a estimação de riscos potenciais, isto é, a
determinação das áreas que poderiam ser atingidas no caso de acontecer um derrame. Portanto, o
conhecimento da trajetória seguida por um eventual derrame é de fundamental importância na hora de
planejar rotas para navios tanque, pontos de carga e descarga de óleo, rotas de oleodutos, etc.
O conceito de modelagem envolve a utilização de aproximações que simplificam o problema
estudado, centrando a atenção nos principais fenômenos que atuam no corpo d'água (Nogueira, 2006). No
caso em estudo, o interesse está na previsão da circulação da pluma do Rio Doce sob influência das
marés, dos ventos, da vazão sedimentar e vazão fluvial do rio.
O presente trabalho pretende mostrar o projeto de modelagem, em andamento, da pluma do Rio
Doce no Oceano Atlântico Sul, realizado pelo Programa de Pós Graduação em Engenharia Ambiental da
UFES, contribuindo assim para a tomada de decisão de órgãos governamentais e iniciativa privada.
ÁREA DE ESTUDO
A área de estudo localiza-se na foz da bacia hidrográfica do rio Doce (Figura 1). A bacia do Rio
Doce (Figura 2) está situada na região Sudeste, compreendendo uma área de drenagem de cerca de 83.400
km², dos quais 86% pertencem ao Estado de Minas Gerais e 14% pertencem ao Estado do Espírito Santo.
Limita-se ao sul com a bacia hidrográfica do rio Paraíba do Sul, a oeste com a bacia do rio São Francisco,
e, em pequena extensão, com a do rio Grande. Ao norte, limita-se com a bacia dos rios Jequitinhonha e
Mucuri e a noroeste com a bacia do rio São Mateus (ANA, 2005).
A bacia hidrográfica do rio Doce possui diversificada gama de atividades econômicas tornando
ainda mais complexo a questão de impacto humano sobre os corpos d'água. De acordo com a Agência
Nacional das Águas (2005) a baica abrange, total ou parcialmente, áreas de 228 municípios, sendo 202
em Minas Gerais e 26 no Espírito Santo e possui uma população total da ordem de 3,1 milhões de
habitantes. A economia da bacia está baseada principalmente nas seguintes atividades: a) agricultura:
pecuária de leite e corte, suinocultura, café, cana-de-açúcar, hortifrutigranjeiros e cacau; b) indústria:
siderurgia, metalurgia, mecânica, química, alimentícia, álcool, têxtil, curtume, papel e celulose; e c)
mineração: ferro, ouro, bauxita, manganês, rochas calcáreas e pedras preciosas. As atividades econômicas
mais expressivas relacionam-se à mineração e siderurgia. Grandes empresas siderúrgicas, como a
Companhia Siderúrgica Belgo Mineira, a ACESITA e a USIMINAS, estão estabelecidas na região. Além
disso, lá se encontra a maior mineradora a céu aberto do mundo, a Companhia Vale do Rio Doce. Além
deles, a bacia contribui na geração de divisas pelas exportações de café (MG e ES) e polpa de frutas
(ES)(ANA,2005).
De acordo com Coelho (2008) o delta do rio Doce é classificado como destrutivo, pois no flanco
norte ocorrem processos de erosão costeira, apesar de no flanco sul, na Praia dos Comboios, haja
ocorrência de uma relativa progradação costeira não tão marcante como no passado.
Figura 1: Imagem aérea da foz do Rio Doce, Linhares, Espírito Santo (Coelho, 2008).
Figura 2: Bacia hidrográfica do Rio Doce (Hidrotec, 2004).
MATERIAIS E MÉTODOS
Será utilizada a técnica de modelagem computacional, com o emprego do Sistema Base de
Hidrodinâmica Ambiental (SisBahia), que consiste em um conjunto de modelos desenvolvidos pela
COPPE/UFRJ (Rosman, 2000). O SisBahia permite simular a circulação hidrodinâmica e a qualidade de
água de corpos d'água costeiros e estuarinos, e foi escolhido devido a sua larga empregabilidade.
No SisBahia podem-se encontrar os seguintes modelos: hidrodinâmico, transporte advectivodifusivo euleriano, transporte advectivo-difusivo lagrangeano, qualidade de água e geração de ondas.
O modelo a ser utilizado para a modelagem computacional depende fortemente dos objetivos do
estudo desejado. Além desse aspecto, o conhecimento da estrutura hidro-salina, da morfologia do estuário
e da disponibilidade de dados de campo também são fatores importantes na escolha de um modelo
(Nogueira, 2006).
Para o desenvolvimento do modelo de circulação hidrodinâmica do presente trabalho estão sendo
utilizados dados existentes sobre as forçantes ambientes mais importantes: ventos, marés, correntes
marítimas, vazão sedimentar e vazão fluvial do rio.
RESULTADOS ESPERADOS
O projeto de modelagem da pluma do Rio Doce espera modelar a circulação hidrodinâmica na
região costeira através da utilização do programa computacional SisBahia, e contribuir para o
conhecimento dos padrões de dispersão de água da região, auxiliando na tomada de decisões de órgãos
públicos e privados.
Com o modelo serão criados mapas de correntes e de dispersão da pluma para os cenários típicos
de circulação, perante a ação dos agentes externos, além de resultados temporais de elevação.
REFERÊNCIAS
ANA - Agência Nacional das Águas. Diagnóstico consolidado da Bacia hidrográfica do Rio Doce
2005. Disponível em: http://www.riodoce.cbh.gov.br/Diagnostico2005. Acessado em: 22 mar. 2009.
Coelho, A.L.N.C.,2008, APOSTILA DE APOIO-HIDROGEOMORFOLOGIA DO BAIXO RIO
DOCE. Quarto Fórum das Águas do Rio Doce- Linhares-ES.
Dyke, P.P.G. ,2001, COASTAL AND SHELF SEA MODELING. Cluwer Academic Publisher.122123.
HIDROTEC.,2004,Atlas
Digital
das
Águas
de
Minas.Disponível
em:
http://www.hidrotec.ufv.br/index.php?pag=atlas_digital/Resultados.html. Acessado em: 22 mar. 2009.
Nogueira, R.M., 2006, ASPECTOS HIDRODINÂMICOS DA LAGOA DOS PATOS NA
FORMAÇÃO DO DEPÓSITO LAMÍTICO AO LARGO DA PRAIA DE CASSINO - RS.Dissertação de
Mestrado. COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, Brasil.
Rosman, P. C. C., 2000, Referência Técnica do SISBAHIA – SISTEMA BASE DE
HIDRODINÂMICA AMBIENTAL, Programa COPPE: Engenharia Oceânica, Área de Engenharia Costeira
e Oceanográfica, Rio de Janeiro, Brasil
Scapin J., 2005,CARACTEZAÇÃO DO TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EM UM PEQUENO
RIO URBANO NA CIDADE DE SANTA MARIA – RS. Dissertação de Mestrado. PPGEA- UFSM.
Stacey, M.T., 1999. PLUME DISPERSION IN A STRATI"ED, NEAR-COASTAL
FLOW:MEASUREMENTS AND MODELING. Continental Shelf Research 20 (2000), 637-663.