Avaliação de Processos Erosivos de Falésias em Pirangi do Norte, Parnamirim RN

Avaliação de Processos Erosivos de Falésias em Pirangi do Norte, Parnamirim RN Santos Jr., O. F. Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal - RN, olavo@ct.ufrn.br Costa, Y. D. J. Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal - RN, ydjcosta@ct.ufrn.br Chaves, L. F. Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal - RN, flamarionchaves@digizap.com.br Costa, C. M. L. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte, Natal - RN, cmlins@gmail.com Resumo: Uma grande extensão do litoral do Estado do Rio Grande do Norte é constituída por falésia sujeitas a processos erosivos de intensidades variadas, resultado da ação de ondas e correntes marítimas. Em regiões habitadas, as erosões costeiras representam riscos e devem receber maior atenção, uma vez que podem provocar escorregamentos nas falésias. O presente trabalho descreve análises de processos erosivos ocorrentes em falésias na praia de Pirangi do Norte, litoral sul do Estado. O trabalho envolveu levantamentos planimétricos na base das falésias em aproximadamente 1 km de praia, ao longo de quatro anos. Os levantamentos realizados apontam variações significativas na posição da linha da costa, em locais onde a base da falésia se encontra desprotegida. O mecanismo de ruptura predominante no trecho mais crítico envolve queda de blocos após solapamento da base pela ação do mar. Algumas recomendações para mitigação de deslizamentos e proteção da linha costeira são apresentadas. Abstract: A large extension of the coast of the Brazilian State of Rio Grande do Norte is formed by sea cliffs undergoing erosion processes of varied intensities due to the action of sea waves and currents. Sea cliff erosion should be seen with caution in populated areas due to landslide risks. This paper evaluates coastal erosion processes in cliffs of Pirangi do Norte Beach, on the southern coast of the State. Variations of the shoreline position in an extension of about 1 km were monitored with planimetric survey throughout a period of four years. Significant variations of the shoreline were observed in locations where the sea cliffs are unprotected. Slope failure mechanisms prevailing in the shore section where a more intense sea action is observed involve block falls due to erosion on the cliff toe. Some recommendations on landslide risk mitigation and shoreline protection are provided herein. 1 INTRODUÇÃO A erosão costeira resulta da ação de ondas e correntes sobre o material formador da linha de costa, podendo ter elevado poder de destruição. Os problemas de erosão costeira têm se agravado em virtude da falta de planejamento do uso do solo na zona costeira, do desequilíbrio no balanço sedimentológico (redução do volume de sedimento proveniente do continente através dos rios) e pela gradual elevação do nível do mar. Uma grande extensão da linha de costa do Estado do Rio Grande do Norte é constituída por falésias pertencentes à Formação Barreiras, sujeitas à erosão costeira. O perfil das encostas é composto por duas camadas com propriedades distintas. A camada superior, com espessura variando entre 20 e 40 m, é constituída por uma areia argilosa ou siltosa de cor 1

vermelha. A camada inferior, com espessura entre 4 e 6 m, é identificada como uma areia siltosa variegada e está sujeita à erosão provocada pela ação de ondas nas marés mais altas (Silva, 2003; Braga, 2005; Severo, 2005). As falésias em áreas do litoral sul do Rio Grande do Norte podem ser classificadas quanto à geometria em três configurações típicas, como mostram as Figuras 1 a 3 (Santos Jr. et al., 2009). A falésia de classe 1 possui talude vertical ao longo de toda a sua altura (Fig. 1a). A falésia de classe 2 apresenta-se com uma parte inferior vertical e uma parte superior com inclinação com a horizontal em torno de 45 0 a 60 0 (Fig. 2a). A falésia da terceira classe apresenta talude com inclinação no pé torno de 40 a 50 com a horizontal (Fig. 3a). (a) (b) (c) Figura 1: a) Falésia vertical (classe 1); b) Tombamento e queda de blocos; c) escorregamento. (a) (b) (c) Figura 2: a) Falésia com parte superior inclinada e parte inferior vertical (classe 2); b) tombamento de blocos; c) escorregamento na parte superior do talude, provocado pelo desconfinamento da base. Com respeito à estabilidade, as falésias classe 1 apresentam elevada susceptibilidade à ocorrência de quedas e tombamentos de materiais (Fig. 1b) e a escorregamentos na parte superior da encosta (Fig. 1c). As falésias classe 2 são susceptíveis a ocorrência de quedas e tombamentos do material da parte inferior pelo fato de possuírem talude vertical neste setor (Fig 2b). A parte superior pode também sofrer escorregamentos pela falta de confinamento na base do talude e por causa de erosões na face inclinada superior (Fig 2c). Apesar de serem mais estáveis que as demais, as falésias classe 3 podem sofrer escorregamentos e erosão na face do talude (Fig. 3c). (a) (b) (c) Figura 3: a) Falésia inclinada desde a base (classe 3); b) avanço da frente de umedecimento; c) Escorregamento provocado pela redução de sucção. As descontinuidades no maciço provenientes de planos de estratificação, falhas, fraturas e contatos geológicos mergulhando em direção ao talude constituem fatores importantes para a instabilização das falésias de classes 1 e 2 (Figuras 1 e 2). Juntas de alívio de tensões subverticais, paralelas à crista da encosta tornam a falésia susceptível a sofrer quedas, tombamentos e escorregamentos. Isso ocorre principalmente em associação com a pressão exercida pela água que preenche a junta e atua no sentido de expulsar o bloco do talude (ver Fig. 1a). A perda de resistência do solo devido ao aumento do teor de umidade é uma das principais causas desencadeadoras de escorregamentos nas falésias das três classes identificadas. O avanço da frente de umedecimento no solo por conta da infiltração de água de chuva no maciço (Fig. 3b) provoca uma diminuição gradual da sucção matricial. Assim, taludes que permanecem estáveis com baixo teor de umidade podem romper após um longo período chuvoso. Análises experimentais com amostras coletadas nas falésias do litoral sul do Rio Grande do Norte apontam decréscimos de resistência do solo após inundação da ordem de 80% (Severo, 2005). O presente trabalho tem como objetivo avaliar a evolução de processos erosivos pela ação do mar em falésias na praia de Pirangi do Norte, no município de Parnamirim RN. Alguns procedimentos para redução de riscos de deslizamentos e proteção da linha costeira são discutidos. 2 ETAPAS DO ESTUDO O trabalho foi desenvolvido de acordo com as seguintes etapas: (i) Levantamento planimétrico da base das falésias na área em questão utilizando um sistema georreferenciado. (ii) Comparações entre levantamentos realizados em diferentes épocas, com vistas a identificar possíveis recuos na base da falésia. 2

(iii) Inspeção detalhada de campo visando à identificação e compreensão dos mecanismos de instabilização das falésias. (iv) Indicação de medidas preventivas e corretivas visando à mitigação dos processos erosivos identificados. 3 LEVANTAMENTOS PLANIMÉTRICOS NA BASE DAS FALÉSIAS O contato do terreno estudado com o Oceano Atlântico se dá através de três trechos, denominados no presente estudo de Leste, Central e Oeste (Fig. 4). Trecho Leste possui orientação SE-NW. O Trecho Central forma uma pequena enseada e possui orientação aproximada E-W, enquanto que o trecho oeste possui orientação SW-NE. As Figuras 5 a 7 mostram os levantamentos planimétricos realizados no sopé das falésias nos trechos Oeste, Central e Leste, respectivamente. Os dados apresentados compreendem um período de quatro anos, sendo as medidas obtidas em novembro de 2004, agosto de 2005, julho de 2006 e novembro de 2008. As Figuras 5 a 7 mostram que ocorreram variações na posição da base da falésia nos três trechos ao longo do período avaliado. As variações se verificam nos locais onde a base da falésia está desprotegida. Nos locais onde há arenitos de praia ou estruturas de contenção, como no caso de Trecho Central, a linha da base da falésia manteve-se estável. No trecho Leste (ver Fig. 5) houve variações acentuadas da posição da linha da costa nos locais de descida de águas pluviais provenientes das partes mais elevadas do terreno. Neste trecho, o perfil é caracterizado como uma área de sedimentos de praia com dunas, justificando as variações observadas. Nos casos dos Trechos Central e Oeste (Figuras 6 e 7, respectivamente) observa-se a ocorrência de variações importantes na posição da base da falésia. A situação do Trecho Oeste, local onde se observa uma dinâmica mais intensa da ação do mar na base da falésia, poder ser considerada como a mais crítica. Por este motivo é importante uma avaliação dos mecanismos de ruptura ocorridos neste trecho. 4 MECANISMOS DE RUPTURA OBSERVADOS NO TRECHO OESTE Uma vista geral do trecho Oeste é mostrada na Figura 7. As falésias deste trecho assemelham-se às da classe 2 (Fig. 2), ou seja, vertical até determinada altura e passando a apresentar uma inclinação menor em seguida. O principal tipo de instabilização observado consiste de quedas de blocos da parte mais íngreme das encostas. A presença de material remanescente da antiga posição da linha da costa é indicativa do processo de recuo que as falésias vêm sofrendo. A Figura 8 mostra em detalhe os blocos na base da falésia. Além disso, também foi detectado no trecho Oeste um movimento de massas de grandes proporções, no local indicado na Fig. 7. Ocorrido durante o período chuvoso de 2008, o deslizamento resultou no acúmulo na praia de uma grande quantidade de solo proveniente da parte superior do terreno. O material do escorregamento é mostrado na Figura 8, ao fundo, e na Figura 10, em detalhe. Entretanto, é importante mencionar que esta ocorrência específica não é decorrente da instabilização das falésias, mas sim do carreamento de material depositado inadequadamente no topo da encosta. Transportado pelas chuvas, o material inicialmente colmatou o sistema de drenagem e em seguida deslizou sobre a superfície da falésia até ser depositado na praia. Os mecanismos de ruptura predominantes no trecho Oeste podem ser descritos da seguinte forma: (i) inicialmente, ocorre a ação de ondas e correntes na base da falésia, as quais provocam uma incisão e conseqüentemente o solapamento da base; (ii) o passo seguinte consiste na queda de blocos de materiais; (iii) os blocos caídos protegem a base da falésia da ação do mar durante um determinado período, até serem removidos pelas ondas e correntes durante as marés altas; (iv) a base da falésia fica exposta novamente à ação do mar, sendo então iniciado um novo ciclo. O resultado deste processo é o recuo da base da falésia em direção ao continente e o aumento da altura do trecho vertical em sua parte inferior. A continuidade deste processo pode evoluir para deslizamentos na parte superior da falésia, similar ao esquema mostrado na Fig. 2c. Esta possibilidade se torna maior durante o período chuvoso, uma vez que uma parcela da resistência ao cisalhamento do material que forma a falésia é perdida com o aumento do grau de saturação do solo. Análises de estabilidade das encostas do trecho Oeste foram conduzidas a partir de parâmetros de resistência estimados em função de sondagens de simples reconhecimento do tipo SPT executadas no local (Santos Jr. et al., 2004). 3

Figura 4: Vista geral da área analisada em Pirangi do Norte, litoral sul do Rio Grande do Norte. 4

Figura 5: Trecho Leste. 5

Figura 6: Trecho central. 6

Figura 7: Trecho Oeste. 7

As análises indicaram um fator de segurança igual a 1,12 considerando o solo ao longo de todo o perfil da falésia na condição saturada (S r = 100%). Contudo, vale ressaltar que esta condição é muito severa e pouco provável de ocorrer. Para uma condição não saturada do solo (prevalecente a durante a estação seca) o fator de segurança obtido foi superior a 3. (ii) Promover a adequada drenagem na parte superior da falésia, com o objetivo de evitar que as águas provenientes do terreno a montante se dirijam para a superfície da encosta, causando erosão superficial. (iii) Refinar as análises de estabilidade das falésias, envolvendo investigações de campo, para a obtenção de parâmetros de resistência e deformabilidade dos solos mais realistas. (iv) Construir um sistema de proteção na região da falésia sujeita à ação erosiva do mar. A proteção pode ser efetuada, por exemplo, com enrocamento lançado, gabiões, bolsões de geotêxtil preenchidos com areia, muro de concreto, cortina de estacas ou pela combinação de alguns destes expedientes. Blocos na base da falésia Testemunho da antiga posição da base da falésia Figura 8: Vista geral do trecho oeste. Figura 10: Material proveniente de deslizamentos na parte superior. M Figura 9: Detalhe dos blocos na base da falésia. 5 RECOMENDAÇÕES PARA A MITIGAÇÃO DE RISCOS DE DESLIZAMENTOS E PROTEÇÃO DA LINHA COSTEIRA Considerando-se as solicitações atuantes sobre as falésias e tendo em vista que as mesmas se encontram sujeitas à erosão marinha na base, com risco de escorregamento da parte superior, apresentam-se a seguir algumas recomendações para a mitigação dos riscos de deslizamentos e proteção da linha costeira: (i) Providenciar recomposição da vegetação na parte superior da encosta nos locais desmatados. Uma solução simples e de baixo custo para a proteção da base da falésia pode ser obtida com o uso de enrocamento lançado, contido por uma linha de estacas de madeira justapostas. A Fig. 11 mostra um esquema da solução proposta. A inclinação do enrocamento lançado deve seguir preferencialmente a inclinação da encosta erodida, de forma a recompor a geometria original da falésia. O enrocamento deve ser em pedra marroada, com diâmetro superior a 200 mm. O enrocamento deve ser envelopado por uma camada de geogrelha (GG) de alta resistência à tração, como indicado na Fig. 11. A geogrelha deve ser disposta no contato do enrocamento com o solo da falésia, o solo de fundação e o paramento de estacas. A geogrelha deve ser ancorada ao longo do comprimento dobrado na altura do topo das estacas, de modo a prover um confinamento adequado à parte inferior do enrocamento, entre as estacas e a falésia. Duas camadas de geotêxtil (GT) não tecido de alta gramatura devem ser usadas em conjunto com a geogrelha (ver detalhe na Fig. 11). O geotêxtil 8

desempenha a função de separação, impedindo que o material da encosta e da fundação seja carreado para o enrocamento. Além disso, o geotêxtil protege a geogrelha contra possíveis danos provocados pelo contato direto com o enrocamento. As estacas de madeira devem ser cravadas justapostas, podendo ter ficha de 1,5 m e comprimento livre acima do nível do solo de fundação de 1 m. ENROCAMENTO LANÇADO EM PEDRA MARROADA COM DIÂMETRO SUPERIOR A 20cm Os mecanismos de ruptura predominantes no setor de maior exposição a ações marítimas (trecho Oeste) envolvem um processo cíclico de solapamento da base da falésia seguido da queda de blocos. Como resultado, há o recuo da linha costeira e o avanço do mar sobre o continente. Medidas como a construção de sistemas drenagem e a manutenção (ou recomposição) da vegetação nas encostas podem contribuir para a redução de riscos de deslizamentos. Aliado a isso, é essencial a construção de sistemas para a proteção da base das falésias expostas à ação do mar, reduzindo a erosão costeira. 3.00 GT 2.00 GEOGRELHA + GEOTÊXTIL NÃO TECIDO ESTACAS DE EM MADEIRA JUSTAPOSTAS SOLIDARIZADAS NO TOPO (Ø15cm) Figura 11: Esquema de proteção para as falésias com uso de enrocamento, geossintéticos e estacas de madeira justapostas. Dimensões em metros. 6 CONCLUSÕES GT GG A evolução de processos erosivos em falésias da praia de Pirangi do Norte, no município de Parnamirim RN, é abordada no presente trabalho. Os estudos foram conduzidos em uma região de aproximadamente 1 km de praia, durante um período de quatro anos. As investigações de campo mostraram que a ocorrência de variações significativas na posição da base das falésias nos três trechos ao longo do período avaliado. As variações são geralmente restritas a locais onde a base da falésia está desprotegida. Em locais protegidos por arenitos ou estruturas de contenção, a linha da costa manteve-se estável. 1.00 1.50 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Amaral, R.F. (2001) A Dinâmica Ambiental e o Problema da Erosão na Zona Costeira do Município de Tibau do Sul. IDEMA, Relatório Interno. 45p. Braga, K.G. (2005) Uso do Checklist na Identificação dos Processos Erosivos. Dissertação (Mestrado em Engenharia Saniária) - UFRN, Natal. Santos Jr., O. F.; Chaves, L. F. (2004) Análise da Estabilidade de Falésias na Praia de Pirangi do Norte, Parnamirim/RN. Relatório Técnico, Departamento de Engenharia Civil UFRN, 20p. Santos Jr., O. F.; Severo, R. N. F.; Scudelari, A. C.; Amaral, R. F. (2009) Mecanismos de Movimentos de Massas em Falésias: Estudo de um Caso no Nordeste do Brasil. Revista Geotecnia, Sociedade Portuguesa de Geotecnia, aceito para publicação. Severo, R. N. F. (2005). Análise da estabilidade das falésias entre Tibau do Sul e Pipa RN. Dissertação (Mestrado em Engenharia Sanitária) UFRN, Natal. Silva, W. de S. (2003). Estudo da Dinâmica Superficial e Geotécnico das Falésias do Município de Tibau do Sul Litoral Oriental do RN. Dissertação (Mestrado em Engenharia Sanitária) UFRN, Natal 9