HETEROGENEIDADES E HOMOGENEIDADES DAS PRAIAS OCEÂNICAS DO RIO GRANDE DO SUL: UM ENFOQUE ESTATÍSTICO.

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1 HETEROGENEIDADES E HOMOGENEIDADES DAS PRAIAS OCEÂNICAS DO RIO GRANDE DO SUL: UM ENFOQUE ESTATÍSTICO. Pedro de Souza Pereira 1 ; Lauro Júlio Calliari 2 ; Rodrigo do Carmo Barletta 3 1 Programa de Recursos Humanos da Agência Nacional do Petróleo (PRH-27), Laboratório de Oceanografia Geológica, FURG (oceapsp@yahoo.com.br) 2 Laboratório de Oceanografia Geológica, FURG 3 Laboratório de Hidráulica Marítima, UFSC. Abstract: The characterization and morphodynamic differentiation of the beaches along 620km of Rio Grande do Sul state (RS) coastline has been principally done using beach profiles and their resulting morphometric parameters. The objective of the present work is to analyze beaches along this coast using a non parametric statistical approach, which utilizes parameters that sensibly induce beach differentiation in addition to the determined morphometric parameters. In this way, using the morphometric parameters of 32 beach profiles, the omega parameter, the percentage of medium sand and the coastline orientation as variables, a Principal Component Analysis (PCA) was performed to extract the eigenvectors responsible for the data variability. Then, these vectors in the form of a matrix, were used for a Multidimensional Scaling Analysis (MDS). The PCA indicated that most of the data variability (81%) was related with the first four eigenvectors. The results from the MDS defined five groups, one with dissipative tendencies, another with intermediate to reflective tendencies and three groups with intermediate characteristics. Each group showed distinct morphodynamic characteristics. The three intermediate groups were differentiated in terms of mobility and percentage of medium sand with higher mobility related to higher amounts of medium sand. The use of multivariate statistical techniques reduced the data dimension and allowed a clear differentiation between the beaches. Based on the results, it is suggested that the RS coastline be segmented into eight different morphodynamic sectors. Palavras-chave: praias oceânicas, estatística multivariada, morfodinâmica. 1. Introdução Os 620 Km de praias arenosas que constituem o litoral do RS caracterizam-se por apresentar poucas aberturas, típico de uma costa dominada por ondas, bastante retilínea com orientação predominantemente nordeste-sudoeste. Desde o inicio da década de noventa estas praias vem sendo monitoradas e classificadas de acordo com os modelos idealizados por Wright & Short (1984), cujo principal enfoque é o de classificar as praias sob o ponto de vista de um ciclo de evolução morfológica entre extremos dissipativos e refletivos onde os estágios intermediarios guardam na sua sequencia de evolução características dos estágios antecedentes. Neste contexto, a planície costeira ao sul da Barra do Rio Grande, litoral sul, foi estudada por Calliari e Klein (1993). Esses autores reconheceram setores dissipativos, intermediários e intermediário-refletivos ao longo dos 220 Km monitorados, usando basicamente parâmetros morfométricos. Setores dissipativos estão representados principamente pelos 15 Km das praias ao sul do molhe oeste, sendo a partir daí característicamente intermediárias com exceção do setor conhecido como concheiros do Albardão que oscila entre estágios intermediários e refletivos.

2 Na porção central do litoral gaúcho, Barletta e Calliari (1996) e Barletta (2000) estudaram as praias entre o norte da Barra do Rio Grande e o Farol de Solidão classificando-as como essencialmente intermediárias. No extremo norte do litoral, Pivel e Calliari (1998) estudaram as praias de Torres, classificando-as como intermediárias e tendo como exceção a praia da Guarita Leste, considerada dissipativa. Ainda nessa porção do litoral, Pereira et al. (2003) estudando os riscos associados ao banho de mar classificaram as praias de Tramandaí e Capão da Canoa como intermediárias. Adicionalmente no setor sul, Tozzi e Calliari (2000) detalharam a morfodinâmica da praia do Cassino, e Silva e Calliari (2001) abordaram as características das praias contíguas aos molhes de Rio Grande. Os estudos desenvolvidos até o presente analisaram toda a diversidade de setores praiais do litoral gaúcho sob o enfoque morfodinâmico usando principalmente os parâmetros morfométricos como indicadores. O propósito do presente estudo é caracterizar as praias do RS através de métodos estatísticos multivariados utilizando uma base de dados atualizada disponível no Laboratório de Oceanografia Geológica (LOG). 2. Métodos e Técnicas A partir das medições de perfis existentes no LOG, criou-se o banco de dados chamado de PRAIA LOG. As informações contidas no banco de dados são as medições dos perfis praiais, os cálculos dos parâmetros morfométricos, dados granulométricos extraídos de amostras sedimentológicas, dados de medições das características e do clima de ondas, dados sobre permeabilidade (K) e a localização de cada perfil praial realizado nos últimos quinze anos. Segundo Short e Hesp (1982), os parâmetros morfométricos obtidos a partir de perfis praiais caracterizadores de diferentes estágios morfodinâmicos são: β: declividade da face da praia (graus); Yb: largura média da praia (m); CV = (Yb/σ Yb)*100: índice de mobilidade do pós-praia (%) onde σyb representa o desvio padrão de Yb (m); Vv: variação de volume acima do datum (m 3 /m). Além destes, o parâmetro adimensional ômega (Ω= Hb/T*Ws), a percentagem de areia média (%), a orientação da linha de costa e permeabilidade (K) foram utilizados como variáveis para uma análise estatística multivariada aplicando-se primeiramente uma Análise de Componentes Principais (PCA) seguida de uma Análise de Escalonamento Multidimensional (MDS). O objetivo da PCA é analisar um número de variáveis e encontrar combinações que produzam índices sem correlação entre si. Esses índices são as componentes principais (Manly, 1994). A partir de uma matriz padronizada de dados é gerada uma matriz de correlação. Dessa matriz são encontrados autovalores e os autovetores. A MDS é uma técnica destinada à construção de diagramas que mostram a relação entre um número de objetos a partir de uma matriz de distância. Normalmente a configuração inicial dessa técnica é previamente determinada, isso é, aplica-se a técnica para um dado número de objetos em um dado número de dimensões (Manly, 1994). A partir dessa configuração são calculadas as distâncias entre os objetos utilizando a distância Euclidiana criando um diagrama em duas dimensões prédeterminadas. Para a PCA, foi utilizada uma matriz contendo as 8 variáveis acima especificadas para cada um dos 32 perfis praiais monitorados pelo LOG (figura 1). 3. Resultados

3 Com base na Análise de Componentes Principais (PCA), oito autovetores foram gerados. O primeiro autovetor foi responsável por aproximadamente 31% da variabilidade dos dados, o segundo 21%, o terceiro 17% e o quarto 12%, representando juntos 81% da variabilidade total dos dados. Os demais autovetores representam apenas 19% da variação total sendo então descartados. Com base na matriz composta pelos autovetores foi aplicado o Escalonamento Multidimensional (MDS), cujo resultado pode-se visualizar na Figura 2. Após a aplicação da técnica MDS, ficou evidente a existência de 5 grupos. O grupo 1 é formado pelos perfis da Guarita Leste, Mar Grosso, Rua Bahia, Terminal e Querência. O grupo 2 é formado pelos Concheiros e Fronteira Aberta. O grupo 3 pelos perfis do Chuí, Navio Altair, Taim, Barcaça, e Faróis do Albardão, Verga e Sarita. O grupo 4 é formado pela Praia Grande, Cal, Capão da Canoa, Xangrilá, Hermenegildo, Tramandaí (calçadão e dunas), São Simão, Cidreira e os Faróis de Mostradas, Solidão e Capão da Canoa. O último grupo (5) é composto pelas praias da Guarita Oeste, Prainha, Lagamarzinho e os Faróis da Conceição e do Estreito (pontos A e B). 4. Discussão Os grupos encontrados estão de acordo com a literatura antecedente a este trabalho, onde o grupo 1 representa praias que apresentam tendências dissipativas (Calliari & Klein, 1993; Tozzi, 1999; Tozzi & Calliari, 2001). O grupo 2 representa praias intermediárias com tendências reflectivas (Calliari & Klein, 1993; Tozzi, 1999) e os demais grupos reúnem praias com características intermediárias (Pivel e Calliari, 1998; Barletta, 2000; Pereira et al., 2003). A evolução deste trabalho em relação aos anteriores é a aplicação de técnicas que possibilitam um maior refinamento dos padrões já descritos para estas praias. Com base nos resultados da MDS ficou nítida a existência de estágios intermediários diferenciados (grupos 3, 4 e 5). Esses três grupos refletem características morfodinâmicas diferentes, como nos aspectos relacionados à morfologia, mobilidade praial e as caracteristicas sedimentológicas das praias. Segundo Short e Hesp (1982), a mobilidade geral de um segmento de praia representa a troca de sedimentos entre a zona de surfe e a praia. Uma praia com alta mobilidade tem maior variação de volume de sedimentos, como se observa para praias intermediárias. Estudando trechos de praias gaúchas com base em aerofotografias, perfis de praia e dados de porcentagem de areia média, Pereira et al.(2003) notaram que praias que estão nos grupos 3, 4 e 5 podem ser enquadradas nos estágios Banco e Cava Longitudinal (BCL) e Banco e Praia Rítmica (BPR). De acordo com Wright e Short (1984) o estágio BCL apresenta mobilidade moderada baixa e o BPR mobilidade moderada alta. Estes autores citam ainda que praias que apresentam Bancos e Cavas Transversais (BCT) são intermediárias de alta mobilidade. Seguindo esta classificação, é válido atribuir as praias do grupo 3 como de mobilidade moderada baixa, as do grupo 4 como moderada alta e o grupo 5 sendo de alta mobilidade tridimensional, fato comprovado pelos altos valores de CV e Vv deste último grupo. Com relação à percentagem de areia média, Pereira et al., (2003) ressaltam que a mesma é um ótimo indicativo da escala de mobilidade tridimensional de sedimentos das praias do RS. Essa variável corrobora efetivamente na distinção entre os estágios intermediários. Foi possível observar que as praias dos grupos 3, 4 e 5 apresentam valores crescentes de percetagem de areia média, assim como taxas crescentes de mobilidade e variação tridimensional

4 sedimentar, mostrando a relação direta que existe entre essas duas variáveis. 5.Conclusões A partir dos dados aqui discutidos propõe-se uma classificação mais detalhada e uma setorização das praias do RS. Sugerese então a classificação morfodinâmica da costa do Rio Grande do Sul em oito setores: (1) da Barra do Chuí até as adjacências da praia do Hermenegildo, praias com características intermediárias do grupo 3; (2) do Hermenegildo até inicio dos Concheiros, praias intermediárias com características do grupo 4; (3) área de abrangência dos Concheiros, praias intermediárias com tendências reflectivas, grupo 2; (4) fim dos Concheiros até o Navio Altair, praias intermediárias com características do grupo 3; (5) praias entre o Navio Altair e proximidades do balneário Mar Grosso, praias com tendências dissipativas, grupo 1; (6) praias entre o Mar Grosso e o balneário Lagamarzinho, grupo 5; (7) praias entre o Farol de Mostardas e Guarita Oeste, grupo 4; e por último (8) as praias de Torres que são enquadradas nos grupos 1, 4 e 5. Como os dados aqui apresentados são referentes a perfis torna-se dificil definir com precisão o limite entre os setores aqui propostos. Porém, alguns setores onde as características sedimentológicas variam bruscamente, a transição é visível. Assim, para o litoral sul a transição entre os grupos 1 e 3; 3 e 2; 2 e 4; e 3 e 4 representa a seqüência espacial de variabilidade entre Cassino e Chuí as quais são visíveis através de outras indicações morfológicas e hidrodinâmicas tais como, presença de feições tridimensionais, características físicas e hidrodinâmicas da zona de arrebentação e da face praial. A introdução da variável relativa a percentagem de areia média nas amostras e o resultado obtido na análise fornecem fortes indícios de que o tamanho de grão é um fator muito importante na diferenciação morfodinâmica dos setores praias. Estudos adicionais que venham a considerar as carcterísticas sedimentológicas ao longo de todo perfil podem melhorar substancialmente a diferenciação. Através das variáveis utilizadas e do método estatístico empregado um entendimento mais detalhado da forma e da dinâmica de diferentes setores de praia no RS foi atingido. A classificação proposta parece ser mais objetiva na diferenciação das praias, definindo assim homogeneidades e heterogeneidades dos setores praiais ao longo dos 620 Km de linha de praia. 6. Referências BARLETTA, RC e CALLIARI, LJ Caracterização morfodinâmica de praias compreendidas entre o Farol da Conceição e São José do Norte-RS. X Congresso Brasileiro de Oceanografia, Itajaí. BARLETTA, RC Efeito da interação oceano-atmosfera sobre a morfodinâmica das praias do litoral central do rio grande do sul, Brasil. Curso de Pós-Graduação em Oc. Fis. Qui. Geol., Rio Grande, FURG. 134 p. CALLIARI, LJ e KLEIN, AHF Características morfodinâmicas e sedimentológicas das praias oceânicas entre Rio Grande e Chuí, R.S. Pesquisas 20: DEAN, RG Heuristic models of sad transport in the surf zone. Conference on Engineering Dynamics in the Coastal Zone. MANLY, BFJ, Multivariate Statistical Methods. London, Chapman & Hall. PIVEL, MAG e CALLIARI, LJ Caracterização preliminar das praias de Torres (RS) sob um enfoque morfodinâmico. XI Semana Nacional de Oceanografia, Rio Grande, FURG. PEREIRA, PS; CALLIARI, LJ; LÉLIS, RJF e FIGUEIREDO, AS Riscos

5 associados ao banho de mar e sua relação com a heterogeneidade morfodinâmica das praias do rio grande do sul, Brasil: projeto segurança nas praias. IX Congresso da ABEQUA, Recife, PE. SHORT, AD. e HESP, P Wave, Beach and Dune Interactions southeastern Australia. Marine Geology. 48: SILVA, ARP e CALLIARI, LJ Erosão versus progradação da linha de costa de praias expostas e contíguas a grandes estruturas. VIII Congresso da Associação Brasileira de Estudos do Quaternário, Mariluz, Imbé-RS. TOZZI, HAM Influência das Tempestades Extratropicais sobre o estoque subaéreo das praias entre Rio Grande e Chuí, RS. Instituto de Geociências. Porto Alegre, Rio Grande do Sul, UFRGS, 115 p. TOZZI, HAM. e CALLIARI, LJ Morfodinâmica da praia do Cassino. Pesquisas 27: VILLWOCK, JA, Geology of the Coastal Province of Rio Grande do Sul, Southern Brazil: a Shynthesis. Pesquisas 16: WRIGHT, LD e SHORT, AD Morphodynamics variability of high energy surf zones and beaches: a synthesis. Marine Geology. 56: Figura 1. Área de estudo com a localização dos pontos estudados.

6 Figura 2. Escalonamento multidimensional mostrando os diferentes grupos encontrados para as praias estudadas. Retângulos azul, marrom, verde e laranja correspondem respectivamenteaos grupos 1, 2, 3 e 4 ; elipse vermelha: grupo 5.