BEACH SAND CODE. Relatório Técnico n.º 5 Campanha CODECA I (Costa da Caparica) 13 e 14 de Maio de 2010

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1 BEACH SAND CODE Relatório Técnico n.º 5 Campanha CODECA I (Costa da Caparica) 13 e 14 de Maio de 2010 Mónica Ribeiro Ivana Bosnic Rui Taborda João Cascalho

2 Índice 1. Termos de referência Objectivos Localização Descrição dos trabalhos de campo Material utilizado Pessoal participante Trabalhos desenvolvidos Análise preliminar dos resultados Avaliação da campanha Agradecimentos Anexos Coordenadas das amostras recolhidas Níveis de maré previstos para o Porto de Cascais Histórico das condições meteorológicas para Lisboa Ficheiros de dados

3 1. Termos de referência O presente relatório descreve os trabalhos de campo efectuados durante a campanha CODECA I, realizada na Costa da Caparica nos dias 13 e 14 de Maio de A campanha, promovida pelo projecto BRISA (contrato PTDC/ECM/67411/2006) inserese no plano de trabalhos do Projecto BEACH SAND CODE (Sand beach textural and compositional varaibility as indicator of sedimentary dynamics), financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (contrato PTDC/CTEGEX/64592/2006). A campanha contou com a participação de equipas do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), da Universidade do Algarve (UALG) e da Universidade de Aveiro (UA), tendo sido coordenada pelos investigadores Juana Fortes e Francisco Sancho do LNEC. Este relatório reporta unicamente as tarefas e os dados obtidos pela equipa do projecto BEACH SAND CODE. 2. Objectivos A campanha CODECA I teve como principais objectivos: medir ondas, correntes e concentração de sedimentos em suspensão durante 3 ciclos de maré; colher sedimentos em diferentes situações (amostras compósitas e em equilíbrio com os processos sedimentares); adquirir imagens digitais da areia da praia para realização de análise granulométrica por análise de imagem. 3. Localização A Praia de Costa de Caparica, localizada no litoral norte da Península de Setúbal, apresenta um areal com cerca de 15 km que se estende desde da Cova do Vapor até à Fonte da Telha. A área de estudo localizase entre as praias da Saúde e da Cornélia, cerca de 5 km a sul da Cova do Vapor (Figura 1). Figura 1 Localização geográfica da área de estudo. 3

4 4. Descrição dos trabalhos de campo 4.1. Material utilizado O material/equipamento utilizado pela equipa do BEACH SAND CODE encontrase discriminado na Tabela 1. Tabela 1 Lista de material. Material Agitação Transdutor de pressão Level TROLL 500 Correntómetro INFINITYEM Sedimentos 2 sensores de turbidez OBS 3+ Datalogger Cr800 Bateria 12V 4 Armadilha de sedimento (100 µm) Estrutura e bocas para as armadilhas de sedimento Bomba de sucção 600 W 3600 l/h Bateria 12V, 60 A Conversor DC AC 600 W Cell Connect 50 m de tubo com 15 mm de diâmetro Máquina fotográfica digital Pá de plástico Sacos de plástico Marcador de tinta permanente Outros materiais Computador portátil (programação e monitorização dos equipamentos) Estrutura de suporte dos equipamentos 2 pás Abraçadeiras de serrilha Fita adesiva Fita métrica Máquina fotográfica digital Caderno de campo Lápis e borracha 4.2. Pessoal participante A lista das pessoas envolvidas directamente nas actividades que constam neste relatório encontrase discriminada na Tabela 2. 4

5 Tabela 2 Equipa da campanha CODECA I. Nome Instituição Ivana Bosnic FFCUL João Cascalho FFCUL Rui Taborda FFCUL Mónica Ribeiro IH Cristina Lira IST 4.3. Trabalhos desenvolvidos A cronologia dos trabalhos desenvolvidos encontrase discriminada na Tabela 3. Tabela 3 Calendarização dos trabalhos. Dia Hora Tarefa 8:30 10:00 Instalação dos equipamentos (EMCM, TP e OBSs) 10:3011:30 Colheita de amostras e aquisição de imagens de sedimentos da face de praia 13:45 13:50 Ensaio com bomba de sucção 13:55 14:05 Colheita de sedimentos em suspensão com armadilhas de sedimentos 13 de Maio 16:47 16:49 Colheita de sedimentos em suspensão com bomba de sucção 16:50 17:00 Colheita se sedimentos de fundo no local das medições Medição de ripples 17:30 18:00 Download dos dados adquiridos com o EMCM e os OBSs Reprogramação dos respectivos equipamentos 18:00 19:00 Limpeza e arrumação do material 14 de Maio 18:00 19:00 Desinstalação e limpeza dos equipamentos (EMCM, TP e OBSs) Os equipamentos (OBSs, correntómetro EMCM e o transdutor de pressão TP) foram colocados no perfil instrumentado numa estrutura de suporte localizada na face de praia (Figura 2). Para detalhes sobre o enquadramento da estrutura no perfil instrumentado é aconselhada a consulta do relatório da campanha BRISA. No final do primeiro ciclo de maré (13 de Maio) os dados adquiridos pelo correntómetro e OBSs foram descarregados e os equipamentos foram reprogramados para a maré seguinte. Na Tabela 4 encontramse representadas as alturas a que foram colocados os equipamentos e as respectivas frequências de aquisição. 5

6 A B Figura 2 (A) Perfil instrumentado, (B) instalação dos equipamentos. Tabela 4 Equipamentos. Equipamento Altura (cm) Frequência (Hz) Coordenada Dt73 HG IPCC (m) X Y Z NMM Observações Dia 13 de Maio OBS T OBS T EMCM ª entrada do datalogger 2ª entrada do datalogger eixo dos yy crossshore, positivo para terra TP Dia 14 de Maio OBS T OBS T EMCM ª entrada do datalogger 2ª entrada do datalogger eixo dos yy crossshore, positivo para terra TP

7 O processo de aquisição de imagens dos sedimentos in situ foi feito com o auxílio de uma máquina digital comum fixada dentro de uma caixa de acrílico de forma a que a aquisição fosse efectuada a uma distância constante. Foram obtidas 39 imagens ao longo de um perfil praia (paralelo ao perfil instrumentado) com um espaçamento de aproximadamente 2 m. Ao longo do perfil também foram colhidas 4 amostras de sedimentos em pontos onde se observava uma alteração textural significativa, que serão utilizadas no processo de autocorrelação da análise de imagens (Figura 3 e tabela nos anexos referente às coordenadas das amostras reolhidas). Figura 3 Localização das amostras de sedimentos A amostragem de sedimento em suspensão foi realizada com armadilhas de sedimentos (malha de 100 µm) no alinhamento dos equipamentos durante 10 minutos (Tabela 5). As armadilhas foram colocadas numa estrutura, espaçadas de 5.5 cm entre si, com o nível mais próximo do fundo a 03 cm do mesmo (Figura 4). As bocas das armadilhas encontravamse voltadas a barlamar (norte) para capturar o sedimento transportado pela corrente de deriva. Durante esta campanha foi ainda testada a utilização da bomba de sucção para realizar a amostragem de sedimentos em suspensão. Realizouse um ensaio para testar o caudal da bomba, tendose extraído 3 l em 45 s, o que corresponde a um caudal de 0.07 l/s. Este é um dado importante pois permite determinar o tempo necessário para a renovação da água no interior da bomba e do tubo, garantido assim que o sedimento capturado corresponde ao que se pretende amostrar. Para o caudal estimado ( 0.07 l/s) são necessários cerca de 2.2 minutos para que a água no interior do tubo de 50 m seja completamente renovada (cerca 8.8 l). Experimentouse ainda a de extracção de água/sedimento 7

8 durante 2 minutos. A boca do tubo de 50 m de comprimento conectado à bomba foi colocada próximo dos equipamentos a 21 cm do fundo (Figura 5). A água contendo o sedimento foi filtrada através de um crivo com malha de 63 µm (Tabela 5). Na mesma altura foram medidas as ripples, que apresentavam um comprimento de onda de 30 a 40 cm e uma altura aproximada de 5 cm. Foi também colhida uma amostra de sedimento de fundo (Tabela 5). Tabela 5 Amostragem de sedimentos no local das medições. Referência Distância ao Método de fundo (cm) amostragem Descrição Observações CCA armadilha areia fina sedimento em suspensão CCA3 24 armadilha areia fina sedimento em suspensão CCA armadilha areia fina sedimento em suspensão CCA1 03 armadilha areia fina a média sedimento em suspensão CCB1 21 bomba de sucção areia fina sedimento em suspensão CCM1 0 manualmente areia fina a média sedimento de fundo Figura 4 Amostragem de sedimento em suspensão com armadilhas de sedimentos. 8

9 Figura 5 Amostragem de sedimento em suspensão com bomba de sucção. 5. Análise preliminar dos resultados Os gráficos das Figuras 6, 7 e 8 representam as médias de intervalos de 10 minutos dos dados registados durante os 3 ciclos de maré medidos. No que diz respeito à corrente, o eixo dos yy referese à componente transversal (dominada pelas ondas) com os valores positivos em direcção a terra, enquanto o eixo dos xx corresponde à componente longilitoral (corrente de deriva) com os valores positivos em direcção a N. O sinal dos OBSs (em mv) foi convertido em g/l a partir das equações de calibração obtidas com os sedimentos da praia do Alfeite, em função do diâmetro das partículas (eq. 1 e 2). O cálculo de conversão foi realizado assumindo um diâmetro médio de 2.5φ, uma vez que as observações de campo sugerem que os sedimentos colhidos em suspensão se tratam de areias finas. Estas concentrações serão posteriormente recalculadas a partir das equações da calibração obtidas com os sedimentos colhidos durante a campanha. ( ) ( ) ( ) OBS T8603 [1] ( ) ( ) ( ) OBS T8602 [2] 9

10 Figura 6 Médias móveis dos registos no 1º ciclo de maré. Figura 7 Médias móveis dos registos no 2º ciclo de maré. 10

11 Figura 8 Médias móveis dos registos no 3º ciclo de maré. A caracterização da agitação incidente foi realizada através da análise espectral do sinal de pressão obtido pelo transdutor de pressão, corrigido da atenuação de acordo com a teoria linear. As figuras 9 e 10 representam a análise espectral dos dados registados no 1º e 2º ciclo de maré. Cada gráfico corresponde à análise de 10 minutos do registo. Nas figuras 11 e 12 apresentase a variação da altura significativa das ondas ao longo da campanha. Figura 9 Análise espectral do 1º ciclo de maré. 11

12 Figura 10 Análise espectral do 2º ciclo de maré. Figura 11 Altura significativa e a velocidade orbital das ondas durante o 1º ciclo de maré. Figura 12 Altura significativa e a velocidade orbital das ondas durante o 2º ciclo de maré. 12

13 6. Avaliação da campanha A campanha CODECA I permitiu colocar em prática dois métodos de colheita de sedimento em suspensão por intermédio das armadilhas de sedimentos e da bomba de sucção. O último método referido necessita, no entanto, de uma solução que impeça que a corrente de deriva arraste a mangueira de sucção. Pretendese em futuras campanhas utilizar uma estrutura fixa que permita colocar a mangueira a várias profundidades. Deve ainda ter em atenção que tanto a referida estrutura como as armadilhas devem ser colocadas perto dos equipamentos, mas sem perturbar o seu registo. Não foi possível obter o registo da pressão para o último ciclo de maré uma vez que o transdutor de pressão ficou sem espaço em memória. 7. Agradecimentos Esta campanha não teria sido possível sem a colaboração da equipa do projecto BRISA, em particular dos responsáveis pela organização geral da campanha Joana Fortes e Francisco Sancho. Agradecemos ainda a prestimosa ajuda das colegas da Universidade do Algarve, Selma e Mara, pelo levantamento das coordenadas dos pontos de amostragem e de instalação dos equipamentos. 13

14 Anexos Coordenadas das amostras recolhidas (Datum73 HayfordGauss IPCC) Referência X (Eastings) Y (Northings) Z (MSL) PC PC PC P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P

15 P P P P P P P P P P P P P P P P Níveis de maré previstos para o Porto de Cascais Data Hora Legal de Verão (UTC+1) Altura (m) relativa ao ZH Qui, : Preiamar Qui, : Baixamar Qui, : Preiamar Qui, : Baixamar Sex, : Preiamar Sex, : Baixamar Sex, : Preiamar Sex, : Baixamar 15

16 Histórico das condições meteorológicas para Lisboa Daily summary 13 Maio 14 Maio Temperatura média 14 C 16 C Temperatura máxima 17 C 19 C Temperatura mínima 11 C 12 C Precipitação 0.0 cm 0.0 cm Pressão ao nível do mar hpa hpa Velocidade do vento 13 km/h 15 km/h Máxima velocidade do vento 35 km/h 30 km/h Acontecimentos chuva chuva Dia 13 de Maio de

17 Dia 14 de Maio de 2010 Dia 13 de Maio de 2010 Tempo (WET) Temp ( C) Pressão do NMM (hpa) Direcção do vento 12:00 AM 13.0 C 1014 hpa Variável 12:30 AM 13.0 C 1014 hpa NORNOROESTE 1:00 AM 13.0 C 1014 hpa NORNOROESTE 1:30 AM 12.0 C 1014 hpa NOROESTE 2:00 AM 12.0 C 1014 hpa OESTE 2:30 AM 12.0 C 1014 hpa OESNOROESTE 3:00 AM 12.0 C 1014 hpa NOROESTE 3:30 AM 12.0 C 1014 hpa NOROESTE 4:00 AM 12.0 C 1013 hpa NORNOROESTE 4:30 AM 12.0 C 1013 hpa NOROESTE Velocidade do vento (Km/h) 5.6 km/h / 1.5 m/s 7.4 km/h / 2.1 m/s 7.4 km/h / 2.1 m/s 5.6 km/h / 1.5 m/s 5.6 km/h / 1.5 m/s 11.1 km/h / 3.1 m/s 7.4 km/h / 2.1 m/s Velocidade da rajada de vento (Km/h) Condições Céu limpo Céu limpo Céu limpo Céu limpo Pouco Pouco Muito Muito Muito 17

18 5:00 AM 12.0 C 1013 hpa OESNOROESTE 5:30 AM 12.0 C 1013 hpa OESTE 6:00 AM 12.0 C 1013 hpa OESTE 6:30 AM 12.0 C 1014 hpa OESTE 7:00 AM 11.0 C 1014 hpa OESTE 7:30 AM 12.0 C 1014 hpa OESTE 8:00 AM 13.0 C 1014 hpa Variável 8:30 AM 13.0 C 1014 hpa NOROESTE 9:00 AM 12.0 C 1014 hpa Variável 9:30 AM 14.0 C 1015 hpa OESNOROESTE 10:00 AM 14.0 C 1015 hpa OESNOROESTE 10:30 AM 14.0 C 1015 hpa NORNOROESTE 11:00 AM 15.0 C 1015 hpa NORNOROESTE 11:30 AM 15.0 C 1015 hpa NORNOROESTE 12:00 PM 16.0 C 1015 hpa NORNOROESTE 12:30 PM 17.0 C 1015 hpa NORNOROESTE 1:00 PM 17.0 C 1015 hpa NORNOROESTE 1:30 PM 16.0 C 1015 hpa OESNOROESTE 2:00 PM 17.0 C 1015 hpa NORNOROESTE 2:30 PM 17.0 C 1015 hpa NOROESTE 3:00 PM 17.0 C 1015 hpa NOROESTE 3:30 PM 17.0 C 1015 hpa NORNOROESTE 4:00 PM 17.0 C 1015 hpa NORNOROESTE 4:30 PM 17.0 C 1015 hpa NORNOROESTE 5:00 PM 17.0 C 1015 hpa NOROESTE 11.1 km/h / 3.1 m/s 7.4 km/h / 2.1 m/s 5.6 km/h / 1.5 m/s 5.6 km/h / 1.5 m/s 7.4 km/h / 2.1 m/s 5.6 km/h / 1.5 m/s 5.6 km/h / 1.5 m/s 20.4 km/h / 5.7 m/s 13.0 km/h / 3.6 m/s 18.5 km/h / 5.1 m/s 22.2 km/h / 6.2 m/s 22.2 km/h / 6.2 m/s 24.1 km/h / 6.7 m/s 20.4 km/h / 5.7 m/s 22.2 km/h / 6.2 m/s 29.6 km/h / 8.2 m/s 25.9 km/h / 7.2 m/s 27.8 km/h / 7.7 m/s 31.5 km/h / 8.7 m/s 31.5 km/h / 8.7 m/s 33.3 km/h / 9.3 m/s 31.5 km/h / 8.7 m/s Céu limpo Pouco Aguaceiros fracos de chuva Pouco Pouco 44.4 km/h / 12.3 m/s Pouco Pouco Pouco Pouco Pouco 18

19 5:30 PM 16.0 C 1015 hpa NOROESTE 6:00 PM 16.0 C 1015 hpa NORNOROESTE 6:30 PM 16.0 C 1016 hpa NOROESTE 7:00 PM 15.0 C 1016 hpa NORNOROESTE 7:30 PM 15.0 C 1016 hpa NORNOROESTE 8:00 PM 15.0 C 1016 hpa NORNOROESTE 8:30 PM 14.0 C 1016 hpa NORNOROESTE 9:00 PM 14.0 C 1017 hpa NORNOROESTE 9:30 PM 13.0 C 1017 hpa NORNOROESTE 10:00 PM 13.0 C 1017 hpa NORNOROESTE 10:30 PM 13.0 C 1018 hpa NORNOROESTE 11:00 PM 13.0 C 1018 hpa NORTE 11:30 PM 12.0 C 1018 hpa NORTE 33.3 km/h / 9.3 m/s 33.3 km/h / 9.3 m/s 35.2 km/h / 9.8 m/s 35.2 km/h / 9.8 m/s 31.5 km/h / 8.7 m/s 29.6 km/h / 8.2 m/s 33.3 km/h / 9.3 m/s 24.1 km/h / 6.7 m/s 13.0 km/h / 3.6 m/s 14.8 km/h / 4.1 m/s 18.5 km/h / 5.1 m/s 13.0 km/h / 3.6 m/s 13.0 km/h / 3.6 m/s Pouco Pouco Dia 14 de Maio de 2010 Tempo (WET) Temp ( C) Pressão do NMM (hpa) Direcção do vento 12:00 AM 13.0 C 1018 hpa NORNOROESTE 12:30 AM 12.0 C 1018 hpa NORNOROESTE 1:00 AM 12.0 C 1018 hpa NORNOROESTE 1:30 AM 12.0 C 1018 hpa Variável 2:00 AM 12.0 C 1018 hpa NOROESTE 2:30 AM 12.0 C 1017 hpa NORNOROESTE 3:00 AM 12.0 C 1017 hpa NOROESTE 3:30 AM 12.0 C 1018 hpa NOROESTE Velocidade do vento (Km/h) 20.4 km/h / 5.7 m/s 14.8 km/h / 4.1 m/s 13.0 km/h / 3.6 m/s 5.6 km/h / 1.5 m/s 7.4 km/h / 2.1 m/s Velocidade da rajada de vento (Km/h) Condições Céu limpo Céu limpo Céu limpo Céu limpo 19

20 4:00 AM 12.0 C 1018 hpa NORNOROESTE 4:30 AM 12.0 C 1018 hpa NORNOROESTE 5:00 AM 12.0 C 1018 hpa NOROESTE 5:30 AM 12.0 C 1018 hpa NOROESTE 6:00 AM 12.0 C 1018 hpa NORNOROESTE 6:30 AM 12.0 C 1018 hpa NORNOROESTE 7:00 AM 12.0 C 1018 hpa Variável 7:30 AM 12.0 C 1019 hpa Variável 8:00 AM 13.0 C 1019 hpa NORNOROESTE 8:30 AM 14.0 C 1019 hpa NOROESTE 9:00 AM 15.0 C 1019 hpa NOROESTE 9:30 AM 15.0 C 1019 hpa NORNOROESTE 10:00 AM 15.0 C 1019 hpa NOROESTE 10:30 AM 16.0 C 1019 hpa NOROESTE 11:00 AM 16.0 C 1020 hpa OESNOROESTE 11:30 AM 15.0 C 1020 hpa NOROESTE 12:00 PM 16.0 C 1020 hpa NOROESTE 12:30 PM 15.0 C 1020 hpa NOROESTE 1:00 PM 17.0 C 1020 hpa OESNOROESTE 1:30 PM 17.0 C 1020 hpa NORNOROESTE 2:00 PM 17.0 C 1020 hpa NORNOROESTE 2:30 PM 17.0 C 1020 hpa NORNOROESTE 3:00 PM 18.0 C 1020 hpa NOROESTE 3:30 PM 19.0 C 1020 hpa NOROESTE 4:00 PM 18.0 C 1020 hpa NORNOROESTE 18.5 km/h / 5.1 m/s 14.8 km/h / 4.1 m/s 5.6 km/h / 1.5 m/s 5.6 km/h / 1.5 m/s 16.7 km/h / 4.6 m/s 18.5 km/h / 5.1 m/s 22.2 km/h / 6.2 m/s 25.9 km/h / 7.2 m/s 22.2 km/h / 6.2 m/s 18.5 km/h / 5.1 m/s 18.5 km/h / 5.1 m/s 24.1 km/h / 6.7 m/s 20.4 km/h / 5.7 m/s 24.1 km/h / 6.7 m/s 24.1 km/h / 6.7 m/s 27.8 km/h / 7.7 m/s 29.6 km/h / 8.2 m/s 29.6 km/h / 8.2 m/s 24.1 km/h / 6.7 m/s Pouco Muito Muito Pouco Pouco Pouco Pouco Pouco Pouco Pouco Muito Muito 38.9 km/h / 10.8 m/s 37.0 km/h / 10.3 m/s Muito Muito Muito 38.9 km/h / 10.8 m/s Muito Muito Muito Pouco Pouco Pouco Pouco 20

21 4:30 PM 18.0 C 1020 hpa NOROESTE 5:00 PM 17.0 C 1020 hpa OESNOROESTE 5:30 PM 17.0 C 1020 hpa NOROESTE 6:00 PM 16.0 C 1020 hpa NORNOROESTE 6:30 PM 16.0 C 1021 hpa NOROESTE 7:00 PM 16.0 C 1020 hpa NOROESTE 7:30 PM 16.0 C 1021 hpa NOROESTE 8:00 PM 16.0 C 1021 hpa NOROESTE 8:30 PM 15.0 C 1021 hpa NORNOROESTE 9:00 PM 15.0 C 1021 hpa NOROESTE 9:30 PM 15.0 C 1022 hpa NOROESTE 10:00 PM 15.0 C 1022 hpa NOROESTE 10:30 PM 14.0 C 1022 hpa NOROESTE 11:00 PM 14.0 C 1023 hpa NOROESTE 11:30 PM 14.0 C 1023 hpa NOROESTE 25.9 km/h / 7.2 m/s 25.9 km/h / 7.2 m/s 25.9 km/h / 7.2 m/s 16.7 km/h / 4.6 m/s 25.9 km/h / 7.2 m/s 25.9 km/h / 7.2 m/s 24.1 km/h / 6.7 m/s 18.5 km/h / 5.1 m/s 16.7 km/h / 4.6 m/s 16.7 km/h / 4.6 m/s 16.7 km/h / 4.6 m/s 18.5 km/h / 5.1 m/s 18.5 km/h / 5.1 m/s 20.4 km/h / 5.7 m/s 18.5 km/h / 5.1 m/s Muito Muito Muito Muito Aguaceiros fracos de chuva Pouco Pouco Pouco Muito Chuva fraca Pouco Pouco Pouco Pouco Muito Ficheiros de dados Todos os dados estão disponibilizados na página do projecto: BeachSandCODE\Campanhas\CODECA.I_1314Mai2010\Dados Nome do ficheiro Conteúdo _0900_AEMUSB_0200_161624_A.cvs Registo do correntómetro a 13/05/ _2300_AEMUSB_0200_183506_A.cvs Registo do correntómetro a 14/05/2010 saudemaio xlsx Registo do transdutor de pressão a 1314/05/2010 CR800Series_saude13.dat Registo dos OBSs a 13/05/2010 CR800Series_saude14.dat Registo dos OBSs a 14/05/2010 DGPSdata_CODECAI.xls Registo do DGPS a 13/05/