PROCESSOS HIDRODINÂMICOS E SEDIMENTARES AVALIADOS NA REGIÃO DE SÃO SEBASTIÃO – SP Erika Naomi Tominaga1, Natasha Czar Rugno 2, Maurea Nicoletti Flynn 3 Abstract The São Sebastião channel, north coast of São Paulo, has a sedimentation closely connected to the hydrodynamics circulation of the area with a seasonal standard of water circulation with a NE preferential direction applied to the whole water column during the spring, fall and winter. At summer a superficial circulation occurs with predominance to SW. The goal of this work was to evaluate the deposition of sediments and the dispersion of pollutants, by means of indirect measures of the hydrodynamic processes of the region. The results have demonstrated that the study area, presents deposits of a finer sedimentary material, which is closely associated to a low flow of water energy in the channel similar to the water behavior in a river. It could be said that the dispersions of the contaminants plume will take a NE preferential direction through most part of the year. Index Terms hydrodynamics circulation, sediments, São Sebastião channel. seguem a direção dos ventos, alternando principalmente nos sentidos N e NE, com ocasionais inversões, sendo estas propícias à dispersão dos esgotos. Em relação a hidrodinâmica da região, pode-se dizer que apresenta um padrão sazonal de circulação mais particularizada, com correntes de direção preferencial para NE em toda coluna d’água durante a primavera, outono e inverno. Durante o verão ocorre uma circulação superficial com predomínio para SW e uma circulação mais profunda de direção preferencial para NE relacionada a ingressão da ACAS (Águas Costeiras do Atlântico Sul), na área no período (Fontes, 1995) Este trabalho teve por objetivo avaliar o hidrodinamismo da região do Canal de São Sebastião, por meio de medidas indiretas. Sendo, assim possível, analisar a deposição de sedimentos no canal e a dispersão de poluentes dos Emissários de Esgoto Doméstico da Baía do Araçá e de hidrocarbonetos provenientes do terminal petrolífero DTCS (Duto e Terminais Centro Sul). INTRODUÇÃO MATERIAIS E MÉTODOS A interpretação e reconstrução de ambientes deposicionais são caracterizados por um arranjo geomórfico no qual processos químicos, físicos e biológicos operam para gerar um depósito sedimentar específico, caracterizado por uma geometria particular, textura sedimentar, estrutura, mineralogia e restos biogênicos contidos (Boggs, 1995). Segundo Furtado (1978, 1995) a sedimentação atual do canal de São Sebastião encontra-se intimamente ligada à circulação hidrodinâmica da área. No eixo do canal ocorrem sedimentos mal selecionados, o que se deve à intensificação de fluxos no local dado o estreitamento do canal. Enquanto que na face continental ocorrem depósitos de material mais fino, relacionados a um fluxo de baixa energia e à curvatura do canal que condiciona as correntes a apresentarem um comportamento similar a um rio, caracterizando, assim, um ambiente de deposição. O lado insular, no entanto, apresenta tendências à erosão, condicionando um ambiente de exportação de sedimentos. O vento é um fator importante na determinação das condições das correntes do canal. Castro Filho et al. (1987) destaca, que as correntes superficiais na maioria das vezes, A área de estudo corresponde ao Canal de São Sebastião (Figura 1), e está situada no litoral norte do Estado de São Paulo entre as coordenadas de latitudes 23°43’S e 23°54’S e longitudes 45°28’W e 45°20’W. O canal separa a Ilha de São Sebastião do continente adjacente e possui um comprimento aproximado de 25 km de extensão, com largura variando de 6 a 7 km nas entradas norte e sul, respectivamente, estreitando-se até 2 km, na sua porção central. A região de São Sebastião, devido às condições naturais, especialmente a grande profundidade do canal, abriga o maior terminal petrolífero do país o DTCS (Dutos e Terminais do Centro sul – antigo Terminal Almirante Barroso). Sendo freqüentes acidentes que contribuem para a introdução crônica de hidrocarbonetos na área. Soma-se a esse fator as atividades do porto de São Sebastião e a grande população flutuante, devido ao alto interesse turístico da região, contribuindo para uma desordenada ocupação humana. Os centros urbanos da área não têm, ainda, infraestrutura adequada no que diz respeito ao tratamento de 1 Erika Naomi Tominaga, Escola Superior de Química das Faculdades Oswaldo Cruz, Rua Brigadeiro Galvão, 564, São Paulo, SP, Brazil, [email protected] 2 Natasha Czar Rugno, Escola Superior de Química das Faculdades Oswaldo Cruz, Rua Brigadeiro Galvão, 564, São Paulo, SP, Brazil, [email protected] 3 Maurea Nicoletti Flynn, Escola Superior de Química das Faculdades Oswaldo Cruz, Rua Brigadeiro Galvão, 564, São Paulo, SP, Brazil [email protected] © 2006 EHWC July 16 - 19, 2006, Santos, BRAZIL Environmental and Health World Congress 671 esgoto. Estas condições submetem a área a constantes impactos ambientais. calcular a Fração Mássica (massa retida na peneira ÷ massa total peneirada), Fração Mássica Acumulada (somatória das frações mássicas) e o Diâmetro Médio das Partículas (abertura da peneira + abertura da peneira acima ÷ 2).. RESULTADOS Para as medidas indiretas de hidrodinamismo avaliadas em campo, nas praias de Guaecá, Barequeçaba e Cigarras, foram obtidos os seguintes resultados (tabela I). TABELA I DADOS DE HIDRODINAMISMO COLETADOS EM 14/05/05 PRAIA GUAECÁ BAREQUEÇABA CIGARRAS Areia média a fina (1) Marola pequena deslizante Areia fina (1) Areia média (1) Marola muito pequena deslizante Marola pequena média TAMANHO DA ONDA 20 cm 10 cm 30 cm LARGURA MÉDIA DA LINHA ENTRE MARÉS 1,92 m 1,60 m 1,92 m LARGURA (EXTENSÃO) 16,0 m 28,16 m 12,16 m HORA 16:10 18:00 14:50 GRANULOMETRIA TIPO DE ONDA (1) CLASSIFICAÇÃO DO TAMANHO DE GRÃOS SEGUNDO GEMS WATER, 1978 FIGURA. 1 IMAGEM DA ÁREA DE ESTUDO FONTE: EMBRAPA MONITORAMENTO POR SATÉLITE, LANDSAT 5 E 7 Para o desenvolvimento do presente trabalho, os indicadores de hidrodinamismo foram avaliados, em campo, por meio de medidas indiretas. Assim sendo, avaliou-se o grau de inclinação da praia, tipo e tamanho de onda, por uma estimativa visual. A granulometria foi analisada visualmente com auxílio do tato, em campo, e retirou-se uma amostra para análise em laboratório. Para mensurar a largura da linha entre marés e largura da faixa de areia, foi adotada uma escala de valores que correspondeu ao espaço entre os passos do mensurador, assim contou-se o número de passos dados e multiplicou-os com a medida correspondente a cada passo. Foi realizada análise granulométrica, no laboratório de Análises Unitárias das Faculdades Oswaldo Cruz, com os sedimentos coletados nas três praias, Guaecá, Barequeçaba e Cigarras. Visando distribuir as partículas do sedimento segundo seu tamanho. Para isso fez-se uso de um conjunto de 10 peneiras padrão da Série Tyler, colocando-as com numeração crescente do topo para a base, e tendo uma panela por base da pilha formada. Nesse procedimento adotaram-se conjuntos de peneiras com amplitudes de malhagem diferentes para cada amostra. A amostra, então, foi despejada na peneira do topo e o conjunto foi colocado no agitador de peneiras durante 15 minutos. Posteriormente pesou-se com auxílio de uma balança analítica a massa do sedimento retida em cada peneira. Assim foi possível © 2006 EHWC Por uma análise dos resultados é possível dizer que, dentre as amostras estudadas, o sedimento encontrado na Praia das Cigarras foi o de maior diâmetro, enquanto que em Barequeçaba encontrou-se um sedimento mais fino. Já na Praia de Guaecá o sedimento apresenta maior variação nos diâmetros dos grãos, de média a fina. Os resultados da análise granulométrica para a amostra de sedimento da praia de Guaecá estão listados a seguir (tabela II). TABELA II DADOS DA ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE AREIA DA PRAIA GUAECÁ MASSA NÚMERO FRÇ. D. MÉDIO ABERTURA FRAÇÃO DA RETIDA (MM) MÁSSICA ACUM. (MM) PENEIRA (G) 14 1,190 0,00 0,000 0,000 16 1,000 3,23 0,012 0,012 0,000 1,095 24 0,710 12,44 0,047 0,059 0,855 28 0,590 5,99 0,023 0,082 0,650 32 0,500 23,84 0,091 0,173 0,545 42 0,350 45,49 0,173 0,345 0,425 48 0,297 18,08 0,069 0,414 0,324 65 0,210 69,99 0,266 0,680 0,254 80 0,177 41,40 0,157 0,837 0,194 100 0,149 26,82 0,102 0,939 0,163 PAN 0,000 16,14 0,061 1,000 0,075 Total 263,42 July 16 - 19, 2006, Santos, BRAZIL Environmental and Health World Congress 672 Percebe-se um menor grau de selecionamento nos grãos, sendo estes distribuídos em maior quantidade nas peneiras com amplitude de abertura de 0,35mm a 0,149mm. Para a Praia de Barequeçaba, estão apresentados a seguir (tabela III) os resultados da análise granulométrica. A partir dos resultados das análises granulométricas (tabelas II, III e IV), foram ilustradas em gráficos, a distribuição da fração mássica (Figura 2) e a distribuição da fração mássica acumulada (Figura 3). TABELA III Distribuição da Fração Mássica DADOS DA ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE AREIA DA PRAIA DE BAREQUEÇABA MASSA NÚMERO FRÇ. D. MÉDIO ABERTURA FRAÇÃO DA RETIDA (MM) MÁSSICA ACUM. (MM) PENEIRA (G) 0,500 0,00 0,000 0,000 0,000 42 0,350 1,39 0,005 0,005 0,425 48 0,297 0,42 0,002 0,007 0,324 65 0,210 5,46 0,021 0,027 0,254 80 0,177 12,17 0,046 0,073 0,194 100 0,149 17,16 0,065 0,138 0,163 115 0,125 42,70 0,161 0,300 0,137 150 0,105 170,24 0,644 0,943 0,115 Guaecá 0,60 Barequeçaba Cigarras 0,50 Fração Mássica 32 0,70 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 14 16 24 28 32 42 48 65 80 100 115 150 200 250 PAN Número da Peneira 200 0,074 13,79 0,052 0,995 250 0,062 0,89 0,003 0,999 0,068 FIGURA. 2 PAN 0,000 0,32 0,001 1,000 0,031 DISTRIBUIÇÃO DA FRAÇÃO MÁSSICA Total 0,090 264,54 Percebe-se claramente uma grande concentração de massa na peneira 0,105mm, caracterizando um selecionamento maior dos grãos. E para a amostra da Praia das Cigarras, os resultados da análise granulométrica estão contidos na tabela IV. 0,70 Guaecá 0,60 Barequeçaba Cigarras 0,50 Fração Mássica TABELA IV DADOS DA ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE AREIA DA PRAIA DAS CIGARRAS MASSA NÚMERO FRÇ. D. MÉDIO ABERTURA FRAÇÃO RETIDA DA (MM) MÁSSICA ACUM. (MM) PENEIRA (G) Distribuição da Fração Mássica 0,40 0,30 0,20 24 0,710 0,00 0,000 0,000 0,000 0,10 28 0,590 0,60 0,002 0,002 0,650 0,00 32 0,500 0,73 0,002 0,003 0,545 42 0,350 16,06 0,041 0,044 0,425 48 0,297 34,05 0,086 0,130 0,324 FIGURA. 3 DISTRIBUIÇÃO DA FRAÇÃO MÁSSICA ACUMULADA 65 0,210 201,10 0,510 0,640 0,254 80 0,177 73,92 0,187 0,828 0,194 100 0,149 38,16 0,097 0,924 0,163 115 0,125 18,63 0,047 0,972 0,137 150 0,105 6,80 0,017 0,989 0,115 PAN 0,000 4,43 0,011 1,000 0,053 Total 394,48 Em vista dos resultados é possível dizer que o selecionamento nesta amostra é maior, havendo uma grande concentração de massa retida na peneira com abertura de 0,21mm. © 2006 EHWC 14 16 24 28 32 42 48 65 80 100 115 150 200 250 PAN Número da Peneira DISCUSSÃO Segundo Conti (1998),a distribuição de sedimentos ao longo do canal de São Sebastião é heterogênea havendo a ocorrência de diferentes classes granulométricas (Figura 1 e tabela1). Foi visto que a análise granulométrica para a Praia de Guaecá apresentou um menor grau de selecionamento dos grãos, estando estes distribuídos entre os diâmetros de 0,425mm a 0,163mm, que pela classificação de Gems Water (1978) estes são diâmetros representativos de areia média à July 16 - 19, 2006, Santos, BRAZIL Environmental and Health World Congress 673 fina. Esta mesma área foi classificada por Conti (1998) como tendo sedimentos do tipo areia fina e areia média, com influência de um processo dinâmico de ondas com intensidade baixa (Classe A2 - Figura 1 e tabela1). O resultado obtido na análise granulométrica para a Praia de Barequeçaba apontou uma clara concentração de massa com diâmetro médio de 0,115mm, que caracteriza sedimentos do tipo areia muito fina (GEMS WATER, 1978). Área na qual Conti (1998), classificou os sedimentos como sendo do tipo silte e areia muito fina, sendo influenciada por processos dinâmicos de baixa intensidade (Classe L1 e L2 Figura 4 e tabelaV). E na Praia das Cigarras a análise granulométrica apresentou um maior grau de selecionamento, apresentando grande concentração de grãos no diâmetro de 0,254mm, que segundo GEMS WATER (1978) é um diâmetro representativo de areia média. Conti (1998), classificou esta área como tendo sedimentos do tipo silte e argila, tendo influência de processos dinâmicos de baixa intensidade (Classe L4 - Figura 1 e tabela1). Comparando-se os resultados obtidos neste estudo com aqueles publicados por Conti (1998), é possível dizer que para as praias de Guaecá e Barequeçaba os tipos de sedimento foram, de certa forma, bastante parecidos em suas classificações. Para a Praia das Cigarras, o tipo de sedimento encontrado foi caracterizado como areia média, enquanto que Conti (1998) qualificou esta mesma área como tendo sedimentos do tipo silte/argila. Essa discrepância pode ser explicada pelo fato de ter sido a nossa amostra pontual FIGURA. 4 CLASSES MORFOSSEDIMENTARES DO CANAL DE SÃO SEBASTIÃO PROPOSTAS EM CONTI (1998) TABELA V CARACTERÍSTICAS DAS CLASSES MORFOSSEDIMENTARES PROPOSTAS EM CONTI (1998) PARA O CANAL DE SÃO SEBASTIÃO CLASSE PROF. (m) DECLIVIDADE ORIENTAÇÃO TIPO DE SED. DE FUNDO MAT. EM SUSPENSÂO PROCESSOS DINÂMICOS DOMINANTES (INTENSIDADE) A1 > 20 baixa SE areia muito fina/fina baixa correntes geradas pelo vento (+) A2 < 20 baixa SE areia fina/média variável ondas (++) A3 <8 baixa SE areia média/grossa variável correntes geradas pelo vento (+) A4 > 20 baixa variável areia fina baixa correntes geradas pelo vento (++) A5 < 20 alta NW areia média baixa correntes geradas pelo vento (+++) A6 <5 baixa variável areia média variável correntes geradas pelo vento (+) A7 <5 variável variável areia fina/média alta correntes geradas pelo vento (-) A8 > 20 baixa variável areia fina/média baixa correntes geradas pelo vento (++) L1 >10< 20 baixa SE silte/areia muito fina variável ondas (-) L2 < 20 baixa SW silte variável correntes geradas pelo vento (-) L3 < 20 alta SE silte/areia muito fina alta correntes geradas pelo vento (-) L4 <7 baixa variável silte/argila muito alta correntes geradas pelo vento (--) L5 < 20 alta W/NW silte variável correntes geradas pelo vento (+) M1 < 20 alta NW silte/areia variável correntes geradas pelo vento (+) M2 variável baixa variável silte/areia variável correntes geradas pelo vento (+) © 2006 EHWC July 16 - 19, 2006, Santos, BRAZIL Environmental and Health World Congress 674 Assim sendo, é possível dizer que de um modo geral, a área de estudo, apresenta depósitos de material sedimentológico mais fino, variando de areia média a fina. O que está intimamente relacionado a um fluxo de baixa energia e à curvatura do canal que condiciona as correntes a apresentarem um comportamento similar a um rio (Furtado, 1978, 1995). Por meio do estudo das correntes marinhas, que influenciam na deposição de sedimentos, foi possível analisar a dispersão de poluentes do Emissário de Esgoto Doméstico da Baía do Araçá e hidrocarbonetos provenientes do terminal petrolífero DTCS (Duto e Terminais Centro Sul). Como há uma predominância de correntes no sentido NE durante o inverno, outono e primavera, pode-se dizer, então, que as dispersões das plumas de contaminantes terão sentido NE nesse período. No verão, ocorre uma circulação superficial para SW e uma circulação mais profunda de direção NE, essa alteração no sentido da corrente superficial não terá maior influência em se tratando do sentido das dispersões de hidrocarbonetos, enquanto que as dispersões do Emissário de Esgoto Doméstico da Baía do Araçá, devido a falhas de projeto do emissário, pode ocorrer uma inversão no sentido SW neste período. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] BARCELLOS, R. L., "Processo Sedimentar Atual e a Distribuição da Matéria Orgânica Sedimentar (C, N e S) do Canal de São Sebastião (SP) e Plataforma Adjacente", Dissertação de Mestrado, Universidade de São Paulo, Instituto Oceanográfico. [2] BOGGS, S., "Principles of Sedimentology and Stratigraphy. Prentice Hall", New Jersey, 765p, 1995. [3] Castro Filho, B.M.; L.B Miranda & S.Y. Myao, "Condições hidrográficas na plataforma continental ao largo de Ubatuba: variações sazonais e em média escala", Bolm. Inst. Oceanogr., 1987, 35(2):135-151p. [4] CONTI, L.A., "Aplicação de Técnicas de Geoprocessamento na Caracterização de Ascpectos Morfossedimentares do Canal de São Sebastião, Litoral Norte do Estado de São Paulo", Dissertação de mestrado, IOUSP, São Paulo, 1998, 84p. [5] FONTES, R.F.C., "As Correntes no Canal de São Sebastião. Dissertação de Mestrado", IOUSP, 1995, 159p. [6] FURTADO, V.V., "Contribuição ao Estudo da Sedimentação Atual do Canal de São Sebastião", Tese de Doutorado, Instituto de Geociências – USP, São Paulo, 2 vols, 1978. [7] FURTADO, V.V., "Sedimentação Quaternária no Canal de São Sebastião", Publ. Esp. Intituto Oceanográfico nº1, 1995. © 2006 EHWC July 16 - 19, 2006, Santos, BRAZIL Environmental and Health World Congress 675