V Colóquio Bras ileiro de Ciências Geodésicas ISSN 1981-6251, p. 256-262 VARIAÇÃO DA LINHA DE COSTA DO MUNÍCIPIO DE MATINHOS/PR DECORRIDOS TRÊS ANOS, COM O AUXÍLIO DO GPS SUELEN CRISTINA MOVIO HUINCA 1 CLÁUDIA PEREIRA KRUEGER 1 DIULIANA LEANDRO 1 ALEX PINTO BABINSCK 2 1 Universidade Federal do Paraná - UFPR Setor de Ciências da Terra Curso de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas - CPGCG, Curitiba - Pr {suelenhuinca, ckrueger, diuliana}@ufpr.br 2 Centro de Hidrografia da Marinha Rua Barão de Jaceguai s/n, Ponta da Armação, CEP 24048-900, Niterói, Rio de Janeiro babinsck2000@yahoo.com.br RESUMO - Define-se linha de costa como sendo o limite entre o continente e a porção adjacente ao mar onde não há efetiva ação marinha no alcance máximo das ondas, concretizando-se pela presença de falésias, no limite entre a vegetação e a praia, ou nos costões rochosos, ou por qualquer outra feição que marque o início da área continental (SOARES, 1985). A percepção de que localmente esta linha não é estável, podendo retrogradar ou progradar, é uma decorrência clara e direta do aumento da ocupação da zona costeira e de sua variação natural. Para determinar a variação natural da linha de costa há diversos métodos que podem ser empregados, dentre eles o Sistema de Posicionamento Global (GPS). Tornou-se também evidente que as técnicas de levantamentos e monitoramento, proporcionadas pelas ciências geodésicas, permitem não apenas uma descrição atualizada de áreas de risco, mas também o estudo da evolução temporal. Desta forma, este artigo apresenta a avaliação temporal da linha de costa da região de Matinhos que está sujeita a um significativo processo erosivo e que sofre as conseqüências da falta de um planejamento urbano em áreas de risco. Constatou-se que ao longo de três anos a linha de costa chegou a retrogradar até 35,85 metros e a progradar 0,24 metros em outro trecho. ABSTRACT The coastline is defined as the boundary between the continent and the portion adjacent to the sea where there is no effective marine action beyond the maximum reach of the waves, which are identified by the cliffs, either in the boundary between the vegetation and the seashore or in the rocks, or by any other feature that determines the beginning of the continental area (SOARES,1985). The shoreline is not stable, in some parts in retreat or in progradation, it happens from the increase in the occupation of the coastal zone. Several methods has been applied to determine and to monitor these lines, like geodesic surveys using the Global Positioning System (GPS). It became evident that survey and monitoring techniques, offered by the Geodetic Sciences, allow not only an actualized description of risk areas but also a study of temporal improvement. This work presents the variation of the coastlines in the municipality of Matinhos in the last 3 years (2202/2005). The monitoring of the shoreline has been done along 1.5 km and retreat or progradation effects have been detected. Am smallest distance between coastlines 2002/2005 was 0.24 meters (progradation in the ocean direction) and am biggest distance between them was about 35.85 meters (retrogradation this shoreline in the continent direction). The GPS is accurate and practical for mapping the shoreline, but sometimes it is not possible to walk along the shoreline, due to the obstacles and GPS is also affected by the loss of signal. One hypothesis can be formulated as the causes of the erosion in this area like variations induced by human action. 1 INTRODUÇÃO O Brasil é um dos maiores países do mundo, estendendo-se desde o Arroio Chuí, no Estado do Rio Grande do Sul, até a foz do rio Oiapoque, litoral norte do Estado do Amapá, com uma extensão costeira de aproximadamente 6.400 km, e em certas épocas do ano, ocorre uma agitação marítima ao longo do litoral das regiões Sul e Sudeste causando a ressaca. Ela ocasiona a variação da linha de costa. Neste trabalho será avaliada uma metodologia para analisar a linha de costa da região de Matinhos, que está
constantemente sujeita a um significativo processo erosivo, bem como atualizá-la e reconstruí-la. Para esta avaliação será utilizado o Sistema de Posicionamento Global, GPS. A partir de levantamentos geodésicos serão processados os dados coletados para obtenção das coordenadas geodésicas precisas dessa linha de costa. Os resultados serão analisados em torno de vários parâmetros como PDOP (Position Dilution of Precision) e número de satélites. Finalmente ocorre à representação dessa linha de costa em coordenadas na projeção UTM (Universal Transverse Mercator), a fim de se visualizar as variações desta ao longo do tempo. 2 ÁREA DE ESTUDO O local escolhido para a realização do estudo foi uma parte da linha de costa, mais sujeita as variações, do município de Matinhos (Figura 1), litoral paranaense. 3 MATERIAIS E MÉTODOS 3.1 Equipamentos Os equipamentos utilizados para a determinação da linha de costa foram: - Dois receptores Ashtech Z-XII, que operam em 12 canais e possuem portadoras L1 e L2 (Figura 3); - Duas antenas: Geodésica III (334) e Ash 700700B; uma haste; - Um tripé, base para antena, prumo em bolha e Figura 3- Receptores utilizados para o levantamento da linha de costa. 3.2 Programas Utilizados Figura 1-Área de Estudo, Município de Matinhos. A linha de costa (Figura 2) se inicia no Mirante do Ponto das Pedras onde se encontra o marco utilizado para estação base, chamado PEDR (Figura 1) e estende-se por aproximadamente 5 Km na direção norte. Para o processamento dos dados GPS utilizou-se o programa Ashtech Solutions. Este programa é comercial e foi desenvolvido pela empresa Ashtech para o sistema operacional Windows. Disponibiliza uma rápida solução no pós-processamento de dados. Ele permite a visualização dos resultados enquanto os mesmos estão sendo processados. Para maiores informações consultar o Manual do Ashtech Solutions (1999). 3.3 Métodos Utilizados Para a determinação da linha de costa de Matinhos foi utilizado o método de posicionamento GPS relativo cinemático continuo (Figura 4). Esse método tem como principal característica empregar um receptor considerado como estação base, fixa, e um receptor itinerante, usado para realizar o caminhamento contínuo ao longo da linha de costa. Emprega-se em geral uma taxa de gravação de 1 segundo, mas pode-se empregar 3 segundos ou 5 segundos em face da velocidade do deslocamento da estação móvel, por exemplo. Figura 2- Linha de Costa de Matinhos.
Tabela 1- Coordenadas geodésicas precisas em WGS 84 da estação PEDR. Coordenadas da estação PEDR ϕ = 25 49 05,7799 S λ = 48 31 49,1364 W h=14,321 m. Tabela 2- Coordenadas da PEDR em UTM (WGS-84) Coordenadas da estação PEDR 7.142.116,2281 N 747.587,2017 E 4 METODOLOGIA Figura 4 -Levantamento de campo Os dados do levantamento de campo utilizado para esse trabalho foram coletados no primeiro semestre de 2005, no qual foi determinada a linha de costa, do Município de Matinhos, Paraná. Foi utilizado o método de posicionamento relativo cinemático (seção 3.3), que através do Sistema de Posicionamento Global (GPS), permitiu que a linha de costa fosse extraída e comparada com dados de 2002, visando à análise da progradação ou da retrogradação da mesma. Utilizou-se a estação base Pedra de Matinhos (Figura 05), denominada ora vante de PEDR. Essa estação possui coordenadas geodésicas precisas referidas ao WGS-84 (World Geodetic System) indicadas na Tabela 1 e na Tabela 2 apresenta-se as coordenadas em UTM (WGS-84). A estação móvel é transportada por uma pessoa caminhando ao longo da linha de costa (Figura 04) com um receptor Ashtech Z-XII (Figura 03), denominada COS1. Os dados brutos foram gravados de 3 segundos em 3 segundos. A trajetória descrita foi obtida com o processamento dos dados brutos das estações PEDR e COS1 através do programa Ashtech Solutions (seção 3.2). 5 ANÁLISES E RESULTADOS Após o processamento dos dados analisou-se vários parâmetros, dentre eles o número de satélites e o valor do PDOP. O valor do PDOP foi avaliado porque está ligado diretamente à qualidade posicional das observações, pois se considera que quanto maior for esse valor menor será a qualidade do posicionamento. Juntamente com o PDOP, avaliou-se o número de satélites, já que esse influencia diretamente no valor do PDOP, visto que quanto maior for o número de satélites menor será o valor do PDOP. Percebe-se na figura 6 que durante a trajetória há uma constelação de 5 a 8 satélites, o que se considera um bom número, uma geometria favorável. O valor do PDOP se manteve constantes e menor do 2,2, exceto no início do rastreio devido a provavelmente uma perda de sinal. Figura 5 - Estação Base Pedra de Matinhos (PEDR).
Figura 6 Análise do número de satélites e valor de PDOP após o processamento dos dados. Após o processamento dos dados, estes foram analisados através do cálculo do RMS 3D. Os valores do RMS 3D são calculados através do desvio padrão obtido nas coordenadas geodésicas (latitude, longitude) e altitude elipsoidal do processamento dos dados. Com os valores do RMS 3D analisa-se a precisão tridimensional. Adotouse como padrão a precisão de 20 cm para os pontos que compõem a trajetória descrita, valores do RMS 3D superiores a esses foram descartados (Figura 7). Figura 7 Análise do valor do RMS 3D.
De posse das coordenadas geodésicas (latitude, longitude) e altitude elipsoidal, essas foram transformadas em coordenadas UTM, para a sobreposição das mesmas com os demais dados de outras épocas. As coordenadas em UTM foram importadas para o programa Autocad e, em seguida, realizou-se a superposição dos mesmos com outros três levantamentos realizados em fevereiro, maio e julho de 2002. A figura 8 apresenta uma visão geral de toda a linha de costa levantada em (2005) e em (2002), suas coordenadas UTM do início e fim da mesma. Nesta figura também estão representadas as regiões nas quais se observa a menor (área a) e a maior (área b) variabilidade da linha de costa nos últimos três anos, bem como a localização da estação PEDR. Figura 8- Superposição das Linhas de Costa de 2002 e 2005 de Matinhos, PR. A figura 9 destaca a área A, e apresenta um recorte da linha de costa da praia de Matinhos, onde foi identificada a menor progradação da linha de costa com um valor da ordem de 0,24 m. Figura 9- Detalhe da Área A.
A figura 10 destaca a Área B e apresenta um recorte da linha de costa da praia de Matinhos, onde foi identificada a maior retrogradação da linha de costa alcançando um valor de 35,88 m. Figura 10- Detalhe da Área B. Observando-se a figura 11 percebe-se que o trecho abrangido pela aerofoto é o mesmo representado na figura 10, área com maior retrogradação ocorrida na linha de costa de Matinhos, PR. Figura 11- Aerofoto da área de maior retrogradação verificada na linha de costa, Matinhos, PR.
6 CONCLUSÕES Os resultados obtidos são bastante significativos, pois confirmam a variação da linha de costa de Matinhos, PR. Com o desenvolvimento desta pesquisa foi possível constatar que a utilização do Sistema de Posicionamento Global, com o método de posicionamento relativo cinemático, se mostrou viável para o monitoramento de linhas de costa. A precisão, das coordenadas, alcançada neste levantamento foi condizente com as expectativas do método. Foram localizadas as áreas em que a linha de costa está avançando ou recuando decorridos três anos. Verificou-se uma progradação mínima de 0,24 m em direção ao oceano atlântico e uma retrogradação máxima de 35,88 m em direção ao continente. Detectando-se desta forma as áreas críticas neste processo de modificação da linha costeira. Constatou-se que uma possível causa que veio a contribuir com a erosão nesta área foram a mudança da desembocadura e da canalização de grande trecho do Rio Matinhos. Também se pode dizer que loteamentos realizados em regiões que ainda não são geologicamente estáveis devem ter sido a causa de tantos danos às construções observadas nos últimos anos. Desta forma verifica-se que a ação antrópica age contra si mesma. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos alunos do Curso de Pó-Graduação em Ciências Geodésica da UFPR que direta ou indiretamente nos auxiliaram na realização deste trabalho. REFERÊNCIAS ASHTECH Z-12. Receiver operating manual. USA: Ashtech, Inc. 1994 GARNÉS, S. J. dos A. Resolução das ambigüidades GPS para linhas de base curta: análise dos algoritimos de otimização. Curitiba, 2001. Tese (Doutorado em Geodésia) Setor de Ciências da Terra, UFPR. GEMAEL, C. Geodésia Celeste. Curitiba, 1991. Curso de Pós-graduação em Ciências Geodésicas, UFPR. KRUEGER, C.P. Investigações sobre aplicações de alta precisão do GPS no âmbito marinho. Curitiba, 1996. Tese (Doutorado em Geodésia) Setor de Ciências da Terra, UFPR. KRUEGER, C.P., CENTENO, J.A., MITSHITA, E.A., VEIGA, L.A.K., ZOCOLLOTI FILHO, C.A., JUBANSKI, J.J. e URAKAWA, M.J. Determinação da linha de costa na região de Matinhos (PR) através de diferentes métodos. Curitiba, 2002. Série em Ciências Geodésicas, Pesquisas em Ciências Geodésicas, Volume 2. Curso de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas, UFPR. KRUEGER, C.P. Geodésia Celeste. Apostila Curso de Graduação em Engenharia Cartográfica. Universidade Federal do Paraná. Curitiba, 2002. MONICO, J.F.G. Posicionamento pelo NAVSTAR- GPS. Editora UNESP. São Paulo, 2000. SOARES, C.R. Processos costeiros, erosão marinha, métodos de monitoramento das variações da linha e costa. Exame Geral de Qualificação apresentado ao Curso de Pós-Graduação em Geociências e Meio Ambiente - UNESP, para obtenção do título de doutor, 1995, São Paulo.