ANÁLISE HIDRODINÂMICA E MORFODINÂMICA DO … · Programa Estratégico em Ciências do Mar...

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

Centro de Ciências Exatas e da Terra

Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

ANÁLISE HIDRODINÂMICA E MORFODINÂMICA DO

COMPLEXO ESTUARINO DO RIO PIRANHAS-AÇU/RN,

NORDESTE DO BRASIL.

Autora:

CAMILA HYSLAVA CAMPOS SOARES

Orientadora:

Drª. HELENICE VITAL

Dissertação n.º 108/PPGG.

Natal-RN, Fevereiro de 2012

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

ANÁLISE HIDRODINÂMICA E MORFODINÂMICA DO

COMPLEXO ESTUARINO DO RIO PIRANHAS-AÇU/RN,

NORDESTE DO BRASIL

Autora:

Camila Hyslava Campos Soares

Dissertação apresentada no dia 28 de

fevereiro de 2012 ao Programa de

Pós-Graduação em Geodinâmica e

Geofísica – PPGG, da Universidade

Federal do rio Grande do Norte –

UFRN, como requisito à obtenção do

Título de Mestre em Geodinâmica e

Geofísica.

Comissão Examinadora:

Profa. Dra. Helenice Vital (DG/PPGG/UFRN)

Prof. Dr. Mario Pereira da Silva (DGEF/UFRN)

Profa. Dra. Odete Fátima Machado da Silveira (UFPA)

Natal-RN, Fevereiro de 2012.

SOARES, C. H. C. - Dissertação de Mestrado

PPGG-2012 Análise Hidrodinâmica e Morfodinâmica do Complexo Estuarino do rio Piranhas-Açu/RN, Nordeste do Brasil.

Esta Dissertação de Mestrado foi desenvolvida na Universidade Federal do Rio

Grande do Norte (UFRN) no âmbito do Programa de Pós-Graduação em

Geodinâmica e Geofísica, tendo sido subsidiada pelos seguintes agentes

financiadores:

Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustível (ANP),

Financiadora de Estudos e Projetos – FINEP e PETROBRAS, por meio do

Programa de Recursos Humanos da ANP para o Setor Petróleo e Gás (PRH-

ANP/MCT);

Programa de Formação em Geologia, Geofísica e Informática para o Setor

Petróleo e Gás na UFRN (PRH22)

PROJETO SISPLAT – “Mapeamento geológico/sedimentológico e

caracterização geofísica da Plataforma Continental adjacente a Bacia Potiguar”

(REDE 05/ FINEP/ CNPq/ CTPETRO /MARINHA DO BRASIL /

PETROBRAS);

PROJETO POTMAR – “Caracterização geológico-geomorfológica e

monitoramento da dinâmica costeira da Plataforma Continental da Bacia

Potiguar” (REDE 05/ FINEP/ CNPq/ CTPETRO/ PETROBRAS);

Projeto PETRORISCO (REDE 05/FINEP/CNPq/CTPETRO/PETROBRAS);

Programa Estratégico em Ciências do Mar 207-2010 (CAPES)

Auxilio PQ CNPq - Caracterização Geológica e Geofísica de áreas submersas

rasas do Estado do Rio Grande do Norte (Processo no. 303481/2009-9).

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA

Programa De Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica



Live and Let it Die.

Paul McCartney



AGRADECIMENTOS

Ao Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica – PPGG, da

Universidade Federal do Rio Grande do Norte-UFRN, pela possibilidade de integrar seu

corpo discente.

A Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustível (ANP),

Financiadora de Estudos e Projetos – FINEP e PETROBRAS, por meio do Programa de

Recursos Humanos da ANP para o Setor Petróleo e Gás, PRH-ANP 22/MCT, pela

concessão da Bolsa de Mestrado.

A FINEP, PETROBRAS, CAPES e CNPq, através dos projetos SISPLAT-

POTMAR-PETRORISCO (REDE 05-PETROMAR), PE Ciências do Mar 207-10 e

Auxilio PQ pelo suporte financeiro.

E mais um ciclo se completou para o início de um novo rumo. Foram sete anos

no laboratório de pesquisa e nove anos de UFRN, e ao longo deste caminho pude contar

com os ensinamentos, auxílio, boa vontade, companhia, amizade e compreensão de

pessoas que se fizeram importantes, de forma breve ou contínua. Se com a razão ou com

o coração você sabe que colaborou com a conclusão desta fase, sinta-se muito

agradecido. E não se sinta subestimado caso seu nome não esteja explícito abaixo.

A Deus, por tudo o que sou e por todas as conquistas e mais esta vitória em

minha vida. Obrigada Senhor!

A profª Drª Helenice Vital, quem me orientou e a quem sou e serei grata pelo

conhecimento compartilhado, confiança e pelas inúmeras oportunidades e caminhos

oferecidos.

Aos todos os que fazem parte do Departamento de Geologia-UFRN, sobretudo

aos funcionários Marcone e Maria do Céu.

A melhor secretária do mundo do secretariado: Nilda Araújo Lima!

A toda a equipe do Laboratório de Geologia e Geofísica Marinha e

Monitoramento Ambiental (GGEMMA) pelo apoio e aprendizado dos campos ao

laboratório. Muito obrigada a Estanislau Junior, Francisco Canindé, Francisco

Nicodemos Jr, Alexandre, Diego Beserra, Éverton Barbosa, Guilherme Pierri, Isabelle

Barros, João Paulo, Mary Nogueira, Miguel, Myrli Andrade, Moab, Paulo, Silvia

Amorim!



A toda a equipe do Laboratório de Geoprocessamento da UFRN pelas imagens

cedidas, soluções de T.I. e pelos momentos de descontração.

Aos mocinhos e mocinhas do curso que tive a satisfação de conhecer, estudar,

viajar para campo, compartilhar a mesma sala de pós-graduando, a mesma impressora,

as mesmas aflições, o mesmo café, resenhar, brindar e estar ao lado nos banquinhos do

curso: Alexandre, Andressa, Aryane, Bruninho, Bruno Pereira, Camila Almeida,

Cristiane, Danizinha, Fátima, Iara, João Marculino, Marielli, Poliana, Rejanne.

With a little help from my friends agradeço aos editores ortográficos, científicos

e consultores de GIS Dalton Valentim, Moab Praxedes, Sávio Lunna e Williame

Cocentino.

Aos meus queridos amigos: Aureliano, Heriscarth, Leonardo e Tadeu.

A Fatinha, uma grande profissional e amiga.

As fadinhas e agregadas Alinne, Danielle, Elaine, Gabriela, Joana, Lara e

Marabeth.

A minha grande família (pai, irmãos, avôs, tios, tias, primos, primas e sobrinho)

dádiva de Deus.

A Ângela Maria da Silva, meu anjo em forma de mainha. Palavras e gestos são

insuficientes para traduzir o quão importante tu és. Dedico a ti esta dissertação.

A vida e ao rock n’roll!!!



RESUMO

Este trabalho teve como objetivo a caracterização sazonal da morfologia,

sedimentologia e hidrodinâmica dos estuários Açu, Cavalos e Conchas. Estes estuários

estão inseridos numa região semi-árida e compõe a desembocadura do Rio Piranhas-Açu,

maior bacia hidrográfica do Estado do Rio Grande do Norte. Compreendem um ambiente

constituído por planície de inundação flúvio-marinha, ecossistema de manguezal, bancos

arenosos, campos de dunas, pontais e praias arenosas, onde os processos costeiros atuantes

são ressaltados principalmente pela dinâmica das modificações nas estruturas morfológicas

ali presentes. Adjacente as unidades naturais, as principais atividades socioeconômicas

locais são constituidas pela indústria petrolífera, salineira, carcinicultura, pesqueira e

turística, também dependentes deste rio e da sua conservação. O monitoramento ambiental

desta região se faz portanto necessário por se tratar de uma área sob constante ação dos

processos costeiros e com alto risco ao derramamento de óleo. A aquisição de dados

hidrodinâmicos, sonográficos e sedimentológicos foi realizada em duas campanhas:

uma no período seco de 2010 e outra no período chuvoso de 2011, utilizando

respectivamente, perfilador de correntes por efeito Doppler- ADCP, sonar de varredura

lateral e amostrador pontual Van Veen. Nestes estuários foram identificadas feições de

fundo do tipo Leito Plano e Dunas 2-D e 3-D (pequeno a médio porte), geradas em

regime de fluxo inferior (número de Froude <1). Estruturas do tipo marcas onduladas

(ripples) foram observadas somente na foz do estuário Açu. Os maiores valores de

vazão e velocidade do fluxo foram registrados no estuário Açu (434,992 m³.s-¹ e 0,554

m.s-¹). No período chuvoso foram registrados os maiores valores de descarga e

velocidades do fluxo na região da foz. Entretanto, na montante as taxas de energia não

diferenciaram muito dos dados obtidos no período seco. Contudo, foi registrado nos três

estuários um aumento na velocidade e na vazão durante o período chuvoso, com

ressalva na vazão no estuário Açu e na vazão na foz do estuário Conchas. Os

sedimentos presentes nos estuários variaram de areia muito fina a areia muito grossa,

sendo a fração areia média a mais recorrente. Em geral a granulometria aumentou em

direção a foz dos estuários. Com base na análise e interpretação dos dados adquiridos

os estuários Açu, Cavalos e Conchas foram classificados como dominados por

processos misto de ondas e marés. De acordo com a morfologia foram classificados

como estuários construídos por barra e segundo a classificação por salinidade, os

estuários Açu, Cavalos e Conchas foram classificados como estuários hipersalinos.

Adicionalmente o estuário Açu também foi classificado como verticalmente bem

misturado do tipo C.

Palavras-chave: formas de fundo, levantamento sonográfico, ADCP



ABSTRACT

The aim of this study was the seasonal characterization of the morphology,

sedimentology and hydrodynamic of the Açu, Cavalos and Conchas estuaries. These

estuaries are inserted in a semi-arid climate area and form the mouth of the

hydrographic basin of the Piranhas-Açu river, that represent the discharge of the largest

watershed in the state. They are embedded in an environment consisting of a fluvial-

marine floodplain, mangrove ecosystem, sandbanks, fields of dunes, spits and sandy

beaches. Adjacent to the natural units are the main local socioeconomic activities (oil

industry, salt industry, shrimp farming, fishing and tourism) are dependent on this river

and its conservation. The environmental monitoring is necessary because it is an area

under constant action of coastal processes and at high risk of oil spill. The acquisition

and interpretation of hydrodynamic, sonographic and sediment data was conducted in

two campaigns, dry season (2010) and rainy season (2011), using respectively the

current profiler ADCP Doppler effect, the side-scan sonar and Van Veen sampler. In

these estuaries: Açu, Cavalos and Conchas were identified the following types of

bedforms: flatbed and Dunes 2-D and 3-D (small to medium size), generated at lower

flow regime (Froude number <1). Structures such as ripples were observed in the Açu

estuary mouth. The higher values of flow discharge and velocity were recorded in the

Açu estuary (434,992 m³.s-¹ and 0,554 m.s

-¹). In rainy season, despite the record of

highest values of discharge and flow velocities at the mouth, the energy rates upstream

did not differ much from the data of the dry season. However, in all estuaries were

recorded an increase in speed and flow, with reservation to the flow in the Açu estuary

and flow at the mouth of the Conchas estuary. Sediment grain sizes tend to increase

towards the mouth of the estuary and these ranged from very fine sand to very coarse

sand, medium sand fraction being the most recurrent. Based on the data acquired and

analyzed, the estuaries Açu, Cavalos and Conchas are classified as mixed , dominated

by waves and tides. According to their morphology, they are classified as estuaries

constructed by bar and according to the classification by salinity, estuaries Conchas and

Cavalos were ranked as hypersaline estuaries, and Açu as hypersaline and vertically

well mixed type C.

Key words: bedforms, side scan sonar, ADCP



Sumário

Agradecimentos .............................................................................................................................. iv Resumo ........................................................................................................................................... vi Abstract .......................................................................................................................................... vii

Sumário ......................................................................................................................................... viii Lista de Figuras ............................................................................................................................... x Lista de Tabelas ............................................................................................................................. xii

Lista de Sigla ................................................................................................................................ xiii

1 INTRODUÇÃO 01

1.1 Apresentação e Objetivos 01

1.2 Localização e Vias de Acesso 02

1.3 Aspectos Fisiográficos 03

1.3.1 Clima 03

1.3.2 Precipitação 04

1.3.3 Hidrografia 05

1.3.4 Solo 07

1.3.5 Relevo 07

1.3.6 Vegetação 08

1.4 Processos Costeiros 09

1.4.1 Ventos 09

1.4.2 Correntes Marinhas 09

1.4.3 Ondas 10

1.4.4 Marés 10

2 MATERIAIS E MÉTODOS 11

2.1 Introdução 11

2.2 Fase Pré-Campo 11

2.3 Fase Campo 12

2.3.1 Aquisição dos dados 14

2.3.1.1 Dados Sonográficos 14

2.3.1.2 Dados Hidrodinâmicos 17

2.3.1.3 Dados Sedimentológicos 21

2.4 Fase Pós-Campo 22

2.4.1 Filtragens e Processamento dos Dados Coletados 22

2.4.1.1 Sonográficos 23

2.4.1.2 Hidrodinâmicos 23

2.4.1.3 Sedimentológicos 25

2.4.2 Confecção de Mapas Temáticos 27

2.5 Interpretação e Integração 27

2.5.1 Confecção da Dissertação de Mestrado 27

3 CARACTERIZAÇÃO GEOLÓGICA 28

3.1 Introdução 28

3.2 Evolução Tectono-Sedimentar e Litoestratigrafia 29

3.3 Geologia da Área no Contexto da Bacia Potiguar 32

4 ANÁLISE DOS DADOS 36

4.1 Dados Sonográficos 36



4.1.1 Período Seco 38

4.1.2 Período Chuvoso 43

4.2 Dados Hidrodinâmicos 48

4.2.1 Período Seco – Dados Longitudinais

48

4.2.1.1 Quanto a Vazão 49

4.2.1.2 Quanto a Velocidade 50

4.2.1.3 Quanto a Direção 52

4.2.2 Período Chuvoso – Dados Longitudinais 53

4.2.2.1 Quanto a Vazão 54

4.2.2.2 Quanto a Velocidade 55

4.2.2.3 Quanto a Direção 57

4.2.3 Período Seco – Dados Transversais 57

4.2.4 Período Chuvoso – Dados Transversais 62

4.3 Dados Sedimentológicos 64

4.3.1 Período Seco 64

4.3.2 Período Chuvoso 66

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS 68

5.1 Conclusões 68

5.2 Recomendações 74

6 REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA 75

ANEXO – Trabalho submetido à Revista Brasileira de Geofísica



Lista de Figuras

Figura 1.1 – Localização da área de estudo dos estuários do Rio Piranhas-Açu ......................... 03

Figura 1.2 – Mapa da temperatura mínima, média e máxima do estado do RN .......................... 04

Figura 1.3 – Gráfico da normal climatológica para Macau dos anos de 1914 a 2008 ................. 04

Figura 1.4 – Gráficos de precipitação anual em Macau-RN ........................................................ 05

Figura 1.5 – Mapa da rede hidrográfica da região de estudo e áreas adjacentes. ......................... 06

Figura 1.6 – Mapa dos lineamentos da região de estudo .............................................................. 07

Figura 1.7 – Mapa geomorfológico simplificado da área. ............................................................ 08

Figura 1.8 – Gráfico da intensidade e direção dos ventos na região de Macau-RN. .................... 09

Figura 1.9 – Direção de chegada de ondas e altura significativa em metros... ............................. 10

Figura 2.1 – Fluxograma discriminando as atividades executadas na dissertação ....................... 11

Figura 2.2 – Logística de campo e equipamentos utilizados ........................................................ 13

Figura 2.3 – Localização do caminhamento de aquisição dos dados nos estuários ..................... 13

Figura 2.4 – Tela da aquisição dos dados sonográficos ..................................................................... 15

Figura 2.5 – Localização dos perfis longitudinais e transversais adquiridos com o sonar ........... 15

Figura 2.6 – Ilustração esquemática da aquisição dos dados sonográficos .................................. 16

Figura 2.7 – Pontos medidos com a ADCP nos perfis longitudinais e transversais ..................... 17

Figura 2.8 – Configurações gerais do programa WinRiver Acquire. ........................................... 18

Figura 2.9 – Configurações gerais quanto a área, do programa WinRiver Acquire. .................... 19

Figura 2.10 – Comportamento da onda acústica pelo material em suspensão ............................. 19

Figura 2.11 – Desenho esquemático do percurso de um perfil transversal .................................. 20

Figura 2.12 – Cálculo simplificado da vazão ............................................................................... 21

Figura 2.13 – Coleta de amostras utilizando a draga pontual Van Veen ...................................... 22

Figura 2.14 – Mapa de localização das amostras coletadas em novembro de 2010. .................... 22

Figura 2.15 – Janelas das etapas do processamento dos dados sonográficos ............................... 24

Figura 2.16 – Janelas das etapas do processamento dos dados hidrodinâmicos. ......................... 25

Figura 2.17 – Metodologia na análise das amostras sedimentológicas. ....................................... 26

Figura 3.1 – Mapa de Localização da Bacia Potiguar .................................................................. 28

Figura 3.2 - Compartimentação do litoral setentrional e sistemas regionais de falhas ................ 29

Figura 3.3 - Carta litoestratigráfica da Bacia Potiguar ................................................................. 31

Figura 3.4 – Mapa geológico simplificado para a área de estudo ................................................ 32

Figura 3.5 – Afloramento da Formação Barreiras ........................................................................ 33

Figura 3.6 – Planícies de maré ao longo do estuário Conchas. Fotos: Gustavo Rocha. ............... 34

Figura 3.7 – Depósitos eólicos vegetados ao longo da margem dos rios, Norte da área.............. 34

Figura 3.8 – Depósitos eólicos, ao Norte da área de estudo, foz do estuário Conchas. ............... 35

Figura 4.1 – Gráfico da velocidade média do fluxo versus a média da granulometria ................ 37

Figura 4.2 – Modelo para a geração de dunas 2-D e 3-D ............................................................. 38

Figura 4.3 – Mapa simplificado das formas de leito no período seco. ......................................... 39

Figura 4.4 – Imagens das dunas subaquosas no estuário Açu ...................................................... 40

Figura 4.5 – Imagens do leito plano à rugoso no estuário Açu .................................................... 41

Figura 4.6 – Imagens das dunas subaquosas no estuário Cavalos ................................................ 41

Figura 4.7 – Imagens das formas leito plano e bancos no estuário Cavalos. ............................... 42

Figura 4.8 – Imagens das dunas subaquosas no estuário Conchas ............................................... 42

Figura 4.9 – Imagens das formas leito plano no estuário Conchas .............................................. 43

Figura 4.10 – Mapa das formas de leito simplificado no período chuvoso .................................. 44

Figura 4.11 – Imagens das dunas subaquosas no estuário Açu .................................................... 45

Figura 4.12 – Imagens do leito plano à rugoso e leito plano no estuário Açu ............................. 45



Figura 4.13 – Imagens das dunas subaquosas no estuário Cavalos. ............................................. 46

Figura 4.14 – Imagens das formas leito plano no estuário Cavalos ............................................. 46

Figura 4.15 – Imagens das dunas subaquosas no estuário Conchas ............................................. 47

Figura 4.16 – Imagens das formas leito plano no estuário Conchas ............................................ 47

Figura 4.17 – Tábua de maré prevista para o Porto de Macau-RN durante a aquisição. ............. 48

Figura 4.18 - Mapas dos valores da vazão no período seco dos estuários ................................... 49

Figura 4.19 - Mapas dos valores da velocidade no período seco dos estuários ........................... 51

Figura 4.20 - Gráfico de roseta para a direção do fluxo no período seco dos estuários ............... 52

Figura 4.21 - Mapas da direção do fluxo no período seco dos estuários ...................................... 53

Figura 4.22 - Mapas dos valores da vazão no período chuvoso dos estuários ............................. 55

Figura 4.23 - Mapas dos valores da velocidade no período chuvoso dos estuários ..................... 56

Figura 4.24 - Gráfico de roseta para a direção do fluxo no período chuvoso dos estuários ......... 57

Figura 4.25 - Mapas da direção do fluxo no período chuvoso dos estuários ............................... 58

Figura 4.26 – Localização dos perfis transversais na foz e na montante dos estuários ................ 58

Figura 4.27 – Gráficos da Curva de Vazão para os dados do período seco ................................. 60

Figura 4.28 – Gráficos da Curva de Velocidade para os dados do período seco ......................... 61

Figura 4.29 – Gráficos da Curva de Vazão para os dados do período chuvoso. .......................... 62

Figura 4.30 – Gráficos da Curva de Velocidade para os dados do período chuvoso ................... 63

Figura 4.31 – Mapa faciológico novembro 2010 para os estuários .............................................. 65

Figura 4.32 – Mapa faciológico maio 2011 para os estuários Açu, Cavalos e Conchas .............. 66

Figura 5.1 - Bloco diagrama para a região do estuário Açu ......................................................... 68

Figura 5.2 – Gráfico da relação das formas de leito entre a velocidade média do fluxo.............. 72

Figura 5.3 – Foto aérea da foz dos estuários Açu, Cavalos e Conchas. Foto: H. Vital ................ 73



Lista de Tabelas

Tabela 2.1 –Dados coletados na campanha de Novembro de 2010 (Período seco). .................... 14

Tabela 2.2 – Dados coletados na campanha em Maio de 2011 (Período chuvoso). .................... 14

Tabela 4.1 – Esquema de classificação recomendada pela SEPM, para formas de leito ............. 37

Tabela 4.2 – Principais características das Dunas Subaquosas para os estuários......................... 38

Tabela 4.3 – Valores de velocidade e vazão dos perfis longitudinais no período seco ................ 48

Tabela 4.4 – Valores de velocidade e vazão dos perfis longitudinais no período chuvoso.......... 54

Tabela 4.5 – Valores de velocidade e vazão dos perfis transversais ............................................ 64



Lista de Siglas e Abreviaturas

ADCP – Acoustic Doppler Current Profiler.

ANA – Agencia Nacional de Águas

ANP – Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis.

CNPq – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico.

CPRM – Serviço Geológico do Brasil.

CTPETRO – Fundo Setorial de Petróleo e Gás Natural.

DHN – Diretoria de Hidrografia e Navegação.

EMPARN – Empresa de Pesquisa Agropecuária do RN.

FINEP – Financiadora de Estudos e Projetos.

GGEMMA – Laboratório de Geologia e Geofísica Marinha e Monitoramento

Ambiental da UFRN.

GEOPRO – Laboratório de Geoprocessamento da UFRN.

DGPS – Sistema de Posicionamento Global Diferencial.

IDEMA – Instituto de Desenvolvimento Sustentável e Meio Ambiente.

INMET – Instituto Nacional de Metereologia.

INPE – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais.

MCC- Museu Câmara Cascudo

PETROBRAS – Petróleo Brasileiro S/A.

PETRORISCO – Projeto de Monitoramento Ambiental de Áreas Sob influência da

Indústria Petrolífera.

POTMAR – Projeto de Caracterização geológico-geomorfológica e monitoramento da

dinâmica costeira da Plataforma Continental da Bacia Potiguar

RN – Rio Grande do Norte.

SAG – Sistema de Análise Granulométrica.

SISPLAT – Projeto Mapeamento geológico/sedimentológico e caracterização geofísica

da plataforma continental adjacente a Bacia Potiguar.

UFRN – Universidade Federal do Rio Grande do Norte.



1 INTRODUÇÃO

1.1 Apresentação e Objetivos

Os estuários são áreas transicionais importantes tanto do ponto de vista científico

quanto ambiental e econômico. Neste conjunto encontram-se desde principais cidades

até importantes atividades econômicas do país, como também o berçário e

desenvolvimento de espécies biológicas. Tal região contempla uma área de transição

entre o continente e o oceano, onde são peças encaixantes deste ambiente dinâmico,

influenciados principalmente pelas correntes marinhas e fluviais.

Segundo a definição clássica de Pritchard (1955) e Cameron &Pritchard (1963),

estuários são corpos de água costeiros, semifechados que têm uma ligação livre com o

oceano e nos quais a água do mar se dilui, de forma mensurável, com água doce

proveniente da drenagem terrestre. Neste ambiente, a descarga fluvial varia com os

períodos sazonais, enquanto que as massas d’água oceânicas são função da condição das

marés de águas mortas e marés de águas vivas (Cunha, 2005).

A avaliação da morfo- e hidrodinâmica costeira em áreas estuarinas é essencial

às atividades desenvolvidas neste ambiente e ao monitoramento ambiental. Nesta região

tem-se a mistura das águas fluviais com as águas oceânicas e com elas a mistura

também de seus nutrientes dissolvidos e sedimentos em suspensão, gerando ambientes

biológicos e geológicos ricos no tocante a vegetação e a fauna, e aos processos

hidrodinâmicos e sedimentares existentes.

A área de estudo está situada no rio Piranhas-Açu, delimitada entre os estuários

Açu, Cavalos e Conchas, litoral setentrional do estado do Rio Grande do Norte,

nordeste do Brasil. Localmente os estuários estão inseridos em um ambiente constituído

por uma planície de inundação flúvio-marinha, ecossistema de manguezal, bancos

arenosos, campos de dunas, pontais e praias arenosas. A foz destes rios constitui a

desembocadura da bacia hidrográfica do rio Piranhas-Açu, a mais extensa do estado que

recobre 32.8% deste, ANA (2011).

A indústria petrolífera é a principal atividade socioeconômica desta região, onde

em terra têm-se instaladas unidades de bombeio mecânico e no mar plataformas

exploratórias. Em seguida, têm-se produção salineira, de carcinicultura, pesqueira,

agricultura e atividade turística.



O monitoramento ambiental da região se faz necessário por se tratar de uma área

sob constante ação dos processos costeiros e com alto risco ao derramamento de óleo.

As pesquisas marinhas e ambientais na área fornecem uma base de dados científicos

para o desenvolvimento sustentável da zona costeira e para o seu manejo integrado que

possuem influência direta das atividades econômicas.

Desta forma, conhecer o substrato dos estuários e a sua dinâmica de transporte

detalhadamente é de fundamental importância para a construção de modelos evolutivos.

Entendendo, também, que a conservação e o desenvolvimento sustentável da zona

costeira estão diretamente relacionados às pesquisas e o conhecimento da área, bem

como das intempéries atuantes.

Esta Dissertação de Mestrado teve como objetivo geral a caracterização da

dinâmica morfossedimentar dos estuários Açu, Cavalos e Conchas, componentes do

complexo sistema estuarino do rio Piranhas-Açu, através do monitoramento ambiental

sazonal. E como objetivos específicos: i) Aquisição e interpretação de dados

hidrodinâmicos (intensidade e direção das correntes); ii) Levantamento sonográfico

associado à coleta de sedimentos de fundo em diferentes períodos (período de seca e de

chuva) em um mesmo tipo de maré (sizígia).

A escolha do estudo neste ambiente transicional foi definida com base na

atuação dos processos costeiros versus interferência das atividades econômicas, e pela

carência de dados sobre tais estuários. Espera-se com os resultados obtidos subsidiar o

monitoramento ambiental de áreas com alto risco ao derramamento de óleo. Nesta

região a indústria petrolífera está presente tanto na prospecção como na exploração,

com poços, cavalos mecânicos e dutos de óleo, inclusive na planície de inundação e

parte costeira. Tal atividade oferece riscos de contaminação de resíduos da indústria de

petróleo e gás presentes tanto em mar quanto em terra. Conhecer os processos

estuarinos e costeiros dominantes na região irá subsidiar ao manejo da ocupação nas

áreas em que a empresa petrolífera atua, bem como contribuir para o gerenciamento

costeiro da região.

Esta pesquisa encontra-se inserida nos objetivos gerais dos projetos SISPLAT,

POTMAR e PETRORISCO, integrantes da REDE 05 -“Monitoramento de Áreas de

Risco ao Derramamento do Petróleo” (FINEP/CNPq/PETROBRAS/MB), PRH-ANP 22



(FINEP-PETROBRAS), PE Ciências do Mar 207-2010 (CAPES) e AUX PQ

303481/2009-9 (CNPq).

1.2 Localização e Vias de Acesso

A área de estudo está inserida na extremidade Norte da bacia hidrográfica do rio

Piranhas-Açu Os estuários Açu, Cavalos e Conchas estão situados geograficamente

entre os municípios de Macau e Porto do Mangue, litoral setentrional do Rio Grande do

Norte, nordeste do Brasil.

O acesso ao local foi realizado pela BR-406 (Natal – Macau), RN-118 (Macau –

Carnaubais), RN-404 (Carnaubais – Porto do Mangue).

As coordenadas que limitam a área foram definidas em UTM (Universal

Transverse Mercator), DATUM WGS-84, zona 24S: 746000m E a 9434000m Ne

762600m E a 9441500m N(Figura 1.1).

Figura 1.1 – Localização da área dos estuários Açu, Cavalos e Conchas, Rio Piranhas-Açu/RN,

Nordeste do Brasil. Imagens: Google Earth (2010).

1.3 - Aspectos Fisiográficos

Segundo dados de órgãos estaduais e nacionais: ANA (2011), ANP (2006),

CPRM (2006), EMPARN (2011), IDEMA (2008), INMET (2012) e INPE (2012), os

municípios de Macau e Porto do Mangue apresentam os seguintes aspectos

fisiográficos:

1.3.1 Clima

MACAU



A proximidade da linha do equador com a localização da área de estudo faz com

que o clima seja descrito como muito quente, semiárido, com baixas taxas de

pluviosidade e altas taxas de evaporação. Na figura 1.2 pode-se observar que a área esta

inserida na zona com as maiores temperaturas do estado. A temperatura média anual é

de 26,8ºC, com máxima de 31ºC e mínima de 21ºC. A umidade média relativa anual é

de 66%.

De acordo com os registros da Estação Meteorológica de Macau, as médias

anuais de insolação são de 2600 horas/ano e 7,22 horas/diárias especialmente entre

agosto e janeiro.

Figura 1.2 – Mapa de temperatura mínima, média e máxima do estado do RN, com destaque

para o município de Macau. Fonte: EMPARN (20.11.2011).

1.3.2 Precipitação

Em relação à precipitação, tem-se o pico da estação chuvosa de março a maio, e

estação de seca de julho a fevereiro, com precipitação média de 44,5 mm, máxima de

144,5mm em abril e mínima de 1,1 mm em outubro, segundo a normal climatológica

para Macau (Figura 1.3).



Figura 1.3 – Gráfico da normal climatológica para Macau dos anos de 1914 a 2008,

dados fornecidos pela EMPARN (29.11.2009).

De acordo com o órgão INMET, foram registrados índices de precipitação

acima da normal climatológica do município. Em abril de 2010, a taxa de precipitação

atingiu 180mm (Figura 1.4A) e em maio de 2011, atingiu aproximadamente 190mm

(Figura 1.4B).



Figura 1.4 – Gráficos de precipitação anual em Macau-RN, retirados do sítio do

INMET (06.01.2012). A) Ano de 2010. B) Ano de 2011.

1.3.3 Hidrografia

A Bacia hidrográfica Piranhas-Açu localiza-se nos estados da Paraíba e RN, cobrindo

uma área aproximada de 44.000 Km², dos quais 40,6% do total da bacia está inserida no

RN, ocupando 32,8% da superfície estadual. O rio nasce na Paraíba, na Serra de Piancó

A

B



e desemboca próximo ao município de Macau-RN. O abastecimento humano é o

principal papel da bacia hidrográfica, visto que o RN possui mais de 85% do seu

território inserido na região semiárida e 1.101 açudes estão conectados a este rio.

O rio é classificado como perene, e o seu fluxo é assegurado por dois

reservatórios: o Coremas, na Paraíba, com capacidade de 1,360 bilhões de m³ e a

barragem Armando Ribeiro Gonçalves, no RN, com 2,400 bilhões de m³, ANA (2011).

Os seus principais canais fluviais tem formato raso e estreito. Os rios Casqueiras,

Conceição, Cavalos e Conchas (Figura 1.5) possuem reduzida vazão devido a barragens

em seu curso. Miranda (1983) e Silva & Amaro (2008) observaram que as drenagens

seguem a orientação NE e NW, associadas ao controle estrutural da área (Figura 1.6).

Figura 1.5 – Mapa da rede hidrográfica da região de estudo e áreas adjacentes. Compilado

de Silva (2009).

Segundo o relatório realizado por Silva (2004), as condições hipersalinas em

estuários são geradas em decorrência das taxas de evapotranspiração serem

potencialmente maiores do que a precipitação, e as taxas de escoamento superficial ser

praticamente desprezíveis.



Figura 1.6 – Mapa dos lineamentos a partir de dados CBERS-2/CCD de 2007, da região de

estudo e áreas adjacentes. Compilado de Silva (2009).

1.3.4 Solo

Segundo Mascarenhas et. al. (2005), os principais solos existentes e

identificados são:

- Areias Marinhas Quartzozas Distróficas: Textura arenosa constitui solos de sedimento

de origem marinha e estuarina.

- Latossolo Vermelho Amarelo Eutrófico: Possui textura média, fertilidade média a alta,

bem a fortemente drenado com relevo plano, muito profundo e poroso.

- Solonchak Solonético: Possui alta salinidade, mal drenado e relevo plano. São áreas

com o solo coberto pela vegetação de mangue.

- Solos Aluviais Eutróficos: Possuem uma textura argilo/arenosa, argilosa ou arenosa,

fertilidade natural alta, profundidade mediana, imperfeitamente a moderadamente

drenados, relevo plano.

1.3.5 Relevo

De acordo com Mascarenhas et. al. (2005), o relevo na região é constituído em

geral por altitude com menos de 100 metros, bastante plano, identificando-se as

seguintes morfologias (Figura 1.7):

- Planícies Flúvio-marinhas. Terrenos mais baixos e planos, com cotas de 0 a5 metros.

Estão situados ao longo das margens dos rios e compõem grande parte da região.



- Dunas. Presentes na região mais próxima da costa, fixas ou móveis, são produtos do

retrabalhamento dos sedimentos vindo do transporte eólico e marinho.

- Tabuleiros Costeiros. Relevos planos de baixa altitude, dominado também por

planaltos rebaixados, próximo ao litoral.

- Chapada do Apodi. Áreas planas com elevações formadas por terrenos sedimentares,

cortados pelos rios Apodi-Mossoró e Piranhas-Açu.

Figura 1.7 – Mapa geomorfológico simplificado da área. Compilado de Silva & Amaro (2008).

1.3.6 Vegetação

Segundo IBAMA (1992), podem ser identificadas na área as seguintes unidades

de vegetação:

- Caatinga Hiperxerófila. Vegetação mais seca, com predominância de cactáceas e

plantas de porte baixo e espalhadas.

- Carnaubal. Vegetação natural com predominância de palmeira e carnaúba.

- Vegetação Halófila. São plantas de espécie herbácea e rasteira que vive em solo com

alta concentração de sais.

- Vegetação de manguezal. Encontrada nas proximidades aos canais de maré, leito de

rios e lagunas (Avicenia e Ryzophora).

- Gramínea. Vegetação rasteira, encontrada em dunas, predominantemente restingas.

1.4 - Processos Costeiros



São os processos costeiros os responsáveis pela deposição e/ou erosão

sedimentar ao longo do litoral. Os agentes que impulsionam tais processos na

modificação e até conservação do cenário na costa setentrional do estado são:

1.4.1 Ventos

Os ventos desta região apresentam direção proveniente de E-NE, denominados

Ventos Alísios que sopram na direção equatorial e devido a força de Coriollis são

desviados para esquerda, gerando os ventos de SE.

Entre setembro e abril, os ventos na área têm direção E, e entre maio e agosto,

direção NE, Nascimento (2009)(Figura 1.8). A máxima velocidade dos ventos medidos

na costa é de 9 m/s entre agosto e outubro, com mínima de 4 m/s em abril, Chaves

(2005).As direções dos ventos nesta região são controladas também por movimentos

sazonais na zona de convergência intertropical.

Figura 1.8 – Gráfico da intensidade e direção dos ventos na região de Macau-RN. Compilado

de Nascimento (2009).

1.4.2 Correntes Marinhas

A Corrente Norte Brasileira (North Brazilian Current) flui aproximadamente

paralela a quebra da plataforma, alcançando velocidades da ordem de 30-40 cm.s-1,

sobreposta por componentes de ondas e marés (Knopper set. al. 1999).

Atuante na costa tem-se as correntes de deriva litorânea, com direção W-NW

(oblíqua a costa) com máxima de 97 cm/s na maré de enchente, e com direção N

(perpendicular a oblíqua a costa) com máxima de 50 cm/s na maré de vazante (Vital,

2009). As correntes são as principais responsáveis pelo transporte de sedimento devido

à direção oblíqua dos ventos mais fortes ao longo da costa do RN.

1.4.3 Ondas



As ondas são geradas na interação dos ventos com a superfície marinha e são

responsáveis pela remobilização de sedimentos nas plataformas continentais e na

formação de praias. Na área, a energia das ondas é moderada à alta com direção de

incidência E, NE e SE, atingindo alturas de 10 a80 cm e período entre 4 e 8 segundos

(Figura 1.8). Para todo o ano a arrebentação é do tipo mergulhante (Chaves et. al. 2006).

A região da costa é caracterizada como dominada por processos mistos de ondas

e marés (Vital, 2009).

Figura 1.8 – Direção de chegada de ondas e altura significativa em metros. Fonte:

INPE/CPTEC (20.11.2011).

1.4.4 Marés

As forças das marés e ondas são fatores responsáveis na dinâmica costeira, pelos

depósitos de praia e estuarinos.

Em relação à maré, tem-se um regime de meso-maré semi-diurna, com altura

máxima na sizígia de 2,7m e na quadratura de 2,0m, Vital (2005).Na foz do Rio Açu foi

registrada uma máxima de 3,3 m durante maré de sizígia e mínima de 1,2 m durante

maré de quadratura (Rocha et. al. 2009). Em Porto do Mangue o nível relativo máximo

verificado em campo foi de 2,68m na sizígia e 2,15m na quadratura, Soares (2010).



2 MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 Introdução

Na elaboração desta dissertação, as atividades foram sistematizadas em três fases

principais, Fase Pré-Campo, Fase Campo e Fase Pós-Campo, que foram essenciais

como subsídio ao embasamento da caracterização dos estuários, bem como para a

construção do referido trabalho.

O fluxograma abaixo (Figura 2.1) esquematiza as atividades realizadas em cada

fase. A metodologia utilizada para cada atividade está descrita, respectivamente, por

fase.

Figura 2.1 – Fluxograma discriminando as atividades executadas para a realização da

dissertação.

2.2 Fase Pré-Campo

Dá-se ao início a fase de pesquisa e planejamento, bem como as diretrizes das

fases posteriores. Destacando-se:



- Pesquisas bibliográficas em periódicos, livros, relatórios, teses e dissertações sobre a

geologia, geomorfologia, geofísica e oceanografia direcionadas a área de estudo, a

metodologia empregada, bem como sobre os equipamentos a serem utilizados.

- Seleção de imagens aéreas e de satélite para geração de mapas de localização. As

imagens Google foram extraídas através do programa Google Earth e georreferenciadas

pelo sistema de coordenadas da projeção UTM, Zona 24S e DATUM WGS-84.

Também foram utilizadas imagens IKONOS e QuickBird, cedidas pelo laboratório

GEOPRO/UFRN.

- Testes com os equipamentos para calibração e verificação do funcionamento dos

mesmos, bem como para o aprendizado do manuseio dos equipamentos pela equipe de

campo.

- Escolha do período e estratégia de aquisição dos dados, da embarcação mais adequada

(incluindo adaptação para instalação dos equipamentos) de acordo com as condições de

campo.

2.3 Fase Campo

A Fase Campo foi dividida em dois períodos, o primeiro em novembro de 2010 e o

segundo em maio de 2011, com o objetivo de dimensionar a variação sazonal dos

estuários entre o período seco e chuvoso na área, correlacionar às feições de fundo

encontradas com a intensidade do fluxo, bem como analisar o material sedimentológico

local.

Para isso utilizou-se simultaneamente o perfilador de corrente por efeito Doppler

(Acoustic Doppler Current Profiler) e o sonar de varredura lateral (SideScan Sonar),

acoplado a um DGPS modelo Furuno (GP-31), tendo como referência o Datum WGS-

84 zona 24S. Na coleta das amostras utilizou-se a draga pontual do tipo Van Veen. Tais

equipamentos foram cedidos pelo Laboratório de Geologia e Geofísica Marinha e

Monitoramento Ambiental-GGEMMA/UFRN. Como meio flutuante foi utilizada uma

embarcação pesqueira alugada no local (Figura 2.2).

Tendo em vista o regime de maré semi-diurna, os dados foram adquiridos durante

13 horas de forma a possibilitar o registro da preamar e baixa-mar (meio ciclo de maré)

para cada um dos estuários em ambas as campanhas, realizadas durante a maré de



sizígia. As datas e os horários para coleta em campo foram definidos com base nos

dados de maré disponíveis no sitio da DHN para o Porto de Macau-RN.

Figura 2.2 – Logística de campo e equipamentos utilizados. A) Embarcação utilizada; B)

Visualização dos dados sonográficos, hidrodinâmicos e posicionamento; C) Sonar de varredura

lateral; D) Antena do DGPS; E) Perfilador de corrente por efeito Doppler (ADCP).

Em cada estuário foram realizados três perfis, um perfil longitudinal ao estuário

(acompanhando o canal principal) e dois perfis transversais, sendo um no interior do

estuário e outro na foz (Figura 2.3). As tabelas 2.1 e 2.2 apresentam mais detalhes dos

dados totais coletados.

Figura 2.3 – Localização do caminhamento de aquisição dos dados nos estuários Açu, Cavalos e

Conchas do Rio Piranhas-Açu/RN, Nordeste do Brasil. Imagens: Google Earth (2010). As

linhas tracejadas vermelhas representam os perfis longitudinais. O local dos perfis transversais

(montante e foz) está simbolizado pelas linhas pontilhadas amarelas.

A

B

C

DE



Tabela 2.1 - Dados coletados em Novembro de 2010 (Período seco).

Tabela 2.2 - Dados coletados em Maio de 2011 (Período chuvoso).

2.3.1 Aquisição dos dados

2.3.1.1 Dados Sonográficos

Os dados sonográficos foram coletados através de um sonar de varredura lateral,

da marca Edgetech, modelo 4100 e towfish 272-TD. O equipamento é composto por três

unidades: o peixe (“towfish”, parte submersa, responsável por transmitir e captar o sinal

acústico); a caixa amarela (onde o sinal do dado é processado); o cabo (responsável por

conduzir os dados do peixe à caixa amarela). Para a visualização e armazenamento dos

dados utilizou-se um computador portátil.

Os dados foram adquiridos na frequência de 500 kHz (maior a frequência, maior

a resolução, menor comprimento de onda e menor penetração) e extensão de varredura

variando de 75 a 25m. O peixe foi rebocado numa velocidade média de 2m/s, a uma

distância aproximada de 1m da embarcação devido à baixa profundidade dos estuários.

Na aquisição dos dados foi utilizado o programa Discover 4100 do fabricante do

equipamento (Figura 2.4).

O caminhamento dos perfis seguiu o sentido longitudinal e transversal do canal

principal de cada estuário (Figura 2.5).

Do princípio da aquisição

Este equipamento de investigação indireta foi utilizado para imagear o substrato

submerso dos estuários. O método é baseado na propagação do som na água, onde há



emissão de um sinal acústico de alta frequência, em intervalos de tempo regulares, por

dois transdutores submersos, que também irão receber o sinal oriundo da reflexão da

superfície de fundo, o backscattering, Souza (2006).

Figura 2.4 – Tela da aquisição dos dados sonográficos a partir do programa Discover4100,

evidenciando a frequência e a extensão da varredura utilizada.

Figura 2.5 – Localização dos perfis longitudinais e transversais (linhas azuis) adquiridos

como sonar de varredura bilateral. Figura gerada no programa SonarWiz. Imagem IKONOS,

cedida pelo GEOPRO/UFRN.

Tais transdutores (emissor e receptor) são constituídos por conjuntos de pastilhas

piezelétricas, responsáveis pela conversão da energia elétrica original em energia

mecânica (vibrações) que irá se propagar na coluna d’água, e vice-versa, Souza(2006).

Porto do

Mangue

Macau



Os feixes, beams, são estreitos, porém compridos lateralmente, conferindo a

estes uma alta resolução e uma ampla faixa de varredura.

As imagens são uma representação gráfica de como o sinal acústico interage

com o material que compõe a superfície abaixo da coluna d’água (Figura 2.6). A partir

da emissão de feixes de onda acústica, estes irão propagar-se com um ângulo X de

incidência até encontrar-se com a superfície marinha. (Baptista Neto et. al. 2004). A

maioria da energia é refletida na direção especular. Outra parte da energia será refletida

ao longo de outros ângulos. Dependendo do terreno, um pouco da energia será

perdida/absorvida no fundo do mar e apenas uma pequena porção será refletida de volta

para o sonar. No sinal de retorno, backscatter, estão às informações da superfície

imageada, Blondel (2009).

Figura 2.6–Ilustração esquemática da aquisição dos dados (o sonar sendo rebocado pela

embarcação) e o imageamento da superfície submersa.

As variáveis que afetam o sinal do backscatter, sinal refletido, e provocam

mudanças no registro são:

- Quanto ao contraste: relacionados ao ângulo de incidência na superfície,

intensidade do sinal refletido, a distância entre a superfície imageada e o sonar, e a

morfologia do fundo imageado.



- Quanto ao tipo de sedimento: relacionados a fração granulométrica, sua

composição, densidade e/ou rugosidade, Ayres Neto (2001).

As formas submersas existentes são resultados da interação entre o fluído e o

substrato sedimentar. O desenvolvimento dessas formas está relacionado com a

granulometria do material sedimentar, profundidade e velocidade do fluxo, e a relação

existente entre a erosão e deposição em diferentes partes do leito, Della Fávera (2001).

De maneira geral, quanto mais grosso for o sedimento maior será a quantidade

de energia refletida. O sedimento na fração areia grossa refletirá mais energia do que

um sedimento lamoso, devido a irregularidade e a área de incidência causada por grãos

maiores que permitem que a energia incidente em determinados pontos seja

preferencialmente refletida.

Entretanto, o registro final é o resultado relativo das energias refletidas. Uma

região com areia muito grossa e areia fina apresentará um padrão de reflexão muito

semelhante a uma área coberta por areia fina e lama, Ayres Neto (2000).

2.3.1.2 Dados Hidrodinâmicos

Os dados hidrodinâmicos foram coletados a partir do perfilador de correntes por

efeito Doppler - ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler), modelo Rio Grande com

quatro transdutores e frequência de 600kHz, da RD Instruments. Na aquisição foi

utilizado o programa WinRiverI do mesmo fabricante. Os dados foram visualizados e

armazenados em um computador portátil.

O equipamento foi fixado na lateral da embarcação, 50 cm abaixo da lâmina

d’água, através de um suporte rígido de alumínio que também o protege. A velocidade

média da embarcação foi de 2m/s durante a realização dos perfis longitudinais e

transversais (Foz/Interior) dos estuários (Figura 2.7).



Figura 2.7 – Pontos medidos com a ADCP nos perfis longitudinais e transversais realizados em

novembro de 2010.

Das configurações realizadas (Figura 2.8): Para alguns comandos são

necessários ajustes durante a campanha. Comandos como o Modo de Operação,

Profundidade do Transdutor, Variação da Declinação Magnética são calibrados apenas

uma vez no campo. A leitura do manual do programa é imprescindível para os ajustes

nas configurações ao ambiente de campo.

Figura 2.8 – Janela de configurações gerais do programa WinRiverAcquire.

Das configurações não variáveis:



- “Configuração da ADCP”: o Modo de operação utilizado foi o MODO 5, que é

indicado para medições em ambientes rasos e permite perfis com maior resolução.

- “Dados a serem compensados”: a Profundidade do transdutor em 0.50m e a Variação

da declinação magnética calculada para Macau-RN, de 21º67’.

- “Dispositivos”: ADCP Rio Grande 600 kHz, a frequência do equipamento a ser

utilizado e selecionar a opção do GPS.

Das configurações variáveis:

- “Configuração da ADCP”: o tipo de Material de fundo selecionado foi o Silt e Mud, a

fim de adquirir uma melhor resposta na região próxima ao fundo do estuário, a

velocidade máxima da água e velocidade máxima da embarcação variaram

respectivamente de 1.0 a 2m/s e 1.5 a 2m/s. Os valores de profundidade máxima

variaram de 07 a 10m. Na aquisição dos perfis longitudinais foi utilizada a opção

“Paralelo ao curso médio” e para os perfis transversais a opção “Perpendicular ao

ângulo projetado” (Figura 2.9).

Figura 2.9 – Janela de configurações quanto a área do programa WinRiverAcquire.

Do princípio da aquisição

O efeito Doppler refere-se à mudança de frequência no sinal acústico

emitida/recebida pelo aparelho. Tal variação é causada pelo movimento relativo entre o

transdutor e o material em suspensão na água sob a ação do feixe das ondas acústicas

(Figura 2.10). A mudança na frequência do sinal acústico emitido e refletido é



proporcional a velocidade em que o transdutor e o material em suspensão se distanciam

ou se aproximam, Gamaro (2008).

Figura 2.10 – Comportamento da onda acústica quando é emitida e quando é refletida pelo

material em suspensão. Observa-se que a onda refletida é uma mistura da frequência de retorno.

Modificado de Simpson(2001).

Assim como o sonar de varredura lateral, o transdutor do ADCP emite as ondas

sonoras produzidas pela vibração das peças cerâmicas, geradas pela corrente elétrica, e

vice-versa.

Assumindo que o material em suspensão se desloca na mesma velocidade da

corrente da água, a magnitude do efeito Doppler é diretamente proporcional a essa

velocidade. Medindo-se a frequência dos ecos que retornam do material em suspensão e

comparando-a com a frequência do som emitido, o ADCP determina a velocidade da

partícula que é a mesma da corrente da água, Gamaro (2008).

As informações obtidas nos dados adquiridos referem-se à vazão, velocidade e

direção do fluxo de toda a coluna d’água em um perfil, seja ele longitudinal ou

transversal (Figura 2.11), como também auxiliam nos estudos de competência destes

fluxos no movimento dos sedimentos de fundo e dos sedimentos em suspensão num

dado instante.

Além dos dados referentes ao fluxo, o sinal também registra a morfologia de

fundo, meso a macro formas.



Figura 2.11 – Ilustração esquemática do percurso do perfil transversal em um estuário para a

aquisição do dado. Modificado de USGS (2003).

A vazão é medida em um plano imaginário perpendicular a corrente. Este plano

é dividido em células de números e espaçamento iguais. A quantidade de células

aumenta de acordo com a profundidade, a velocidade do barco e da configuração do

tamanho da célula no programa (25 ou 50 cm). Este vai quantificar a vazão de cada

célula, posteriormente faz-se o somatório destas vazões, resultando na vazão total da

seção para aquele tempo determinado.

O cálculo da vazão em uma célula relaciona principalmente, o vetor velocidade

do barco (Vb), o vetor da velocidade da água (Va), a profundidade total perfilada (D), o

tamanho da célula (dz), a largura do perfil (dw) e o tempo entre os pulsos (dt).

Posteriormente faz-se a média da vazão do conjunto de “n” células obtendo a vazão

final de um ensemble. A somatória do conjunto de ensemble resulta na vazão total de

um perfil (Figura 2.12).

Figura 2.12– Representação simplificada do cálculo da vazão, desde as principais medições na

célula até a representação da fórmula para o cálculo do ensemble. Modificado de USGS (2003).

Por mais adaptada que seja a embarcação e as configurações do equipamento

para o local, o próprio ADCP possui restrições para a coleta do dado em perfis



transversais para as áreas próximas ao: leito do rio, as margens do rio e a superfície da

lâmina da água.

No geral, a descarga líquida/vazão é caracterizada pela expressão:

Q = A . V

Onde a vazão (Q) depende da área (A) da seção do canal e o vetor da velocidade

(V) do fluxo.

2.3.1.3 Dados Sedimentológicos

As amostras sedimentológicas foram coletadas com uma draga pontual do tipo

Van Veen, no perfil longitudinal dos estuários, na medida em que os registros

sonográficos apresentavam texturas e tonalidades diferentes (Figura 2.13) de forma a

relacionar os registros com o tipo do material sedimentar. Na embarcação,

imediatamente após a coleta, a amostra era fotografada, descrita e armazenada em sacos

previamente etiquetados.

A localização dos pontos amostrados foi realizada a partir do programa

trackmaker ligado ao mesmo GPS utilizado no sonar, com as mesmas referências

geográficas e datum.

Figura 2.13 – Draga pontual Van Veen e exemplos das amostras coletadas.



No total foram coletadas 30 amostras, 17 na campanha de novembro 2010 e 13

na campanha de maio 2011 (Figura 2.14).

Figura 2.14 – Mapa de localização das amostras coletadas em novembro de 2010.

2.4Fase Pós-Campo

Os dados sonográficos e hidrodinâmicos foram processados e interpretados no

Laboratório de Geologia e Geofísica Marinha e Monitoramento Ambiental, GGEMMA-

UFRN, utilizando programas específicos. Já os dados sedimentológicos foram

processados no Laboratório de Sedimentologia, Museu Câmara Cascudo MCC-UFRN,

e interpretados no GGEMMA-UFRN.

2.4.1 – Filtragem e Processamento dos Dados Coletados

2.4.1.1 Sonográficos

Os dados sonográficos foram processados no programa SonarWiz5 da

Chesapeake Technology. A ordem de processamento utilizada foi: Visualização

completa dos perfis – Aplicação de filtros para o melhor realce de contraste das imagens

(Auto Ganho/ Thresholding/ TVG) – Retirada do bottom track (faixa cega) –

Identificação, medição e classificação das principais formas de leito e suas variações –

Geração do mosaico e dos mapas de formas de leito (Figura 2.15 A e B).

2.4.1.2 Hidrodinâmicos



Os dados hidrodinâmicos foram processados parcialmente no programa

WinRiver II e posteriormente no programa Excel. Na primeira fase no WinRiver II,

todos os registros foram reprocessados individualmente para eliminação daqueles com

ruídos em excesso ou não representativos. Depois que todos os perfis representativos

foram abertos no WinRiver II, foi gerado o sumário das informações dos dados (vazão,

velocidade, direção, distância da margem...). A partir desse sumário tais informações

foram convertidos para planilhas e geradas tabelas com as informações referentes as

médias, máximas e mínimas da descarga líquida, velocidade da vazão, direção da

corrente no Excel (Figura 2.16A e B).

A



Figura 2.15– Edições nos perfis sonográficos. Em A, no retângulo azul as principais ferramentas

de edições no realce do contraste e no retângulo vermelho, o ajuste do bottom track para retirar

a coluna d’água do registro. Em B, localização e classificação das formas de leito.

B



Figura 2.16 – Dados hidrodinâmicos. Em A, no programa WinRiverII, no retângulo azul, a

janela do programa onde são visualizados os perfis reprocessados e ao lado as informações

contidas neles. No retângulo vermelho os arquivos selecionados e o sumário dos dados a serem

exportados para as planilhas. Em B, os dados exportados no Excel, a partir dos quais foram

gerados os mapas e os gráficos da vazão, velocidade e direção do fluxo.

2.4.1.3 Sedimentológicos

No laboratório de sedimentologia do Museu Câmara Cascudo, MCC-UFRN, as

amostras foram submetidas a procedimentos padrões de análises granulométricas,

A

B



quantificação de carbonato de cálcio e matéria orgânica seguindo a metodologia descrita

a seguir (Figura 2.17):

- Três lavagens com água normal e secagem de toda a amostra. Amostras arenosas

foram secas na estufa a 40ºC e as amostras argilosas congeladas e secas no liofilizador.

- Separação de 30 gramas de cada amostra para o ataque com HCl diluído a 10%. O

procedimento dura o tempo necessário até que não haja mais processo de reação visível.

Posteriormente a amostra é lavada com água normal, secada e pesada para quantificação

do carbonato de cálcio, dada pela diferença em relação ao peso inicial de 30 g;

- Separação de 10 gramas de cada amostra para quantificação da matéria orgânica por

queima total em mufla, onde a matéria orgânica é incinerada. Posteriormente, a amostra

é pesada para o cálculo da matéria orgânica queimada, dada pela diferença em relação

ao peso inicial de 10 g;

- As amostras com grande quantidade de matéria orgânica foram atacadas com H2O2

para posteriormente serem analisadas no granulômetro a laser;

- Separação de 10g resultante de cada amostra (pós-ataque HCl e H2O2) para a análise

granulométrica a laser. O resultado é apresentado em porcentagem das frações

granulométricas existentes na amostra. Os valores foram processados no programa

Sistema de Análises Granulométricas (SAG) desenvolvido pela UFF, que analisa e

classifica a textura das amostras baseado no método de Folk (1974), e classificações

faciológicas de Shepard (1954), Larsonneur (1977) e Dias (1996).

Figura 2.17 – Metodologia na análise das amostras sedimentológicas. A) lavagem; B) secagem

na chapa; C), secagem no liofilizador; D) quarteamento; E) pesagem; F) ataque com HCl.

A B C

D E F



2.4.2 – Confecção de Mapas Temáticos

Mapas são ferramentas que concentram as principais informações e auxiliam na

comparação e compreensão das unidades/estruturas existentes na área.

Com os dados sonográficos, a partir da caracterização e localização das formas

de leito, foram gerados dois mapas morfológicos, referentes às campanhas de

Novembro 2010 e Maio 2011, no programa ArcGis.

A partir dos dados hidrodinâmicos, com os valores dos fluxos, foram gerados

gráficos e mapas para melhor visualização dos resultados. Na seção transversal ao

estuário (de uma margem a outra) os resultados foram exibidos em gráficos. Já com os

dados dos perfis longitudinais nos estuários foram gerados mapas do fluxo do canal

principal, com uma malha de pontos a cada 50m no estuário dos Cavalos e Conchas e

100m para o estuário Açu.

Com os dados sedimentológicos, a partir da classificação das amostras pelo

programa SAG, foram gerados dois mapas faciológicos, referentes às campanhas

Novembro 2010 e Maio 2011, no programa ArcGis.

2.5 Interpretação e Integração

Baseado nos dados e mapas sonográficos, hidrodinâmicos e sedimentológicos,

foram caracterizadas e descritas as relações existentes entre os estuários Açu, Cavalos e

Conchas, quanto aos ambientes e os processos sedimentares atuantes no período seco e

chuvoso entre 2010 e 2011.

2.5.1 – Confecção da Dissertação de Mestrado

O produto final reuniu e formalizou todas as etapas e processos realizados

durante os 24 meses de trabalho resultando nesta dissertação. Documento contendo os

dados adquiridos, analisados e interpretados que servirá como fonte bibliográfica para

futuros trabalhos na área. Deste estudo, foram gerados resumos expandidos em

congressos nacionais e internacionais, bem como uma publicação em periódico

nacional.



3 CARACTERIZAÇÃO GEOLÓGICA

3.1.1 - Introdução

O complexo estuarino do Rio Piranhas-Açu está inserido no contexto geológico

da Bacia Potiguar. A dimensão total da bacia, que abrange os estados do Rio Grande do

Norte e Ceará (Figura 3.1), é de aproximadamente 48.000 km², onde 55% da área

(26.500 km²) encontram-se submerso e os 45% restantes (21.500 km²) emersos (Pessoa

Neto et. al. 2007).

Os limites da bacia referentes aos marcos geológicos são: a Sul, Leste e Oeste

pelo embasamento cristalino, e ao Norte com o Oceano Atlântico até a isóbata de 2.000

m. O Alto de Fortaleza define seu limite Oeste com a Bacia do Ceará, enquanto que o

Alto de Touros define seu limite Leste com a Bacia de Pernambuco-Paraíba.

Figura 3.1 – Mapa de Localização da Bacia Potiguar, onde sua maior área localiza-se estado

do RN. Destaca-se o município de Macau, onde está localizada a foz do rio Piranhas-Açu, área

deste estudo. Fonte: GeoBank de dados CPRM (2011), modificado de Silva (2009).

A Bacia Potiguar foi formada a partir de esforços extensionais durante o

Cretáceo Inferior, associados ao rifteamento que culminou com a separação das placas

sul-americanas e africana (Bizzi et al. 2003). O arcabouço estrutural desenvolveu-se

sobre as rochas pré-cambrianas da Província Borborema, sendo estas o Complexo

Gnáissico-Migmatítico, Metassedimentos Supracrustais e Granitóides Brasilianos.



A Bacia Potiguar é marcada por uma tectônica do tipo pull-apart na parte

submersa e do tipo rifte intracontinental na parte continental. Os trends estruturais da

bacia possuem direção principal NE, com um assinalado sistema de zonas de

cisalhamento de direções E-W e NE-SW. Os grabens apresentam direção geral NE-SW,

são margeados por duas plataformas rasas denominadas de Aracati (oeste) e Touros

(leste) e limitados por grandes falhas (ex: Apodi, Baixa Grande e Carnaubais) de rejeito

dominante normal (Pessoa Neto, 1999).

O Rifte Potiguar foi implantado sobre as rochas do embasamento durante o

Cretáceo, com trend NE-SW, sendo circundados pelas plataformas rasas de Aracati e

Touros, que são resultados de duas grandes falhas lístricas: a Falha de Carnaubais

constitui-se na principal falha deste rifte (Matos, 1992).

A evolução tectônica cenozoica na área (Figura 3.2) é assinalada pela reativação

do par conjugado de falhas de Afonso Bezerra (NW) e Carnaubais (NE), responsável

pela compartimentação do litoral entre Ponta do Mel a Ponta dos Três Irmãos-RN,

Fonseca (1996), que influenciou na evolução do litoral entre Aracati/CE e Touros/RN

(Srivastava e Corsino, 1984).

Figura 3.2 - Compartimentação do litoral setentrional e sistemas regionais de falhas de Afonso

Bezerra e Carnaubais, integradas ao sombreamento dos dados SRTM. Compilado de Silva,

(2009).

3.1.2 – Evolução Tectono-Sedimentar e Litoestratigrafia

O modelo evolutivo de Pessoa Neto et al. (2007) subdivide a bacia em três fases

principais (Figura 3.3): Supersequência Rifte (Conjunto de sequências continentais da

Formação Pendências e Pescadas), Supersequência pós-Rifte (Fase transicional

composta pela Formação Alagamar) e Supersequência Drifte com os conjuntos de

sequências marinhas transgressivas e regressivas (Formação Açu, Ponta do Mel,

Jandaíra, Ubarana, Tibau e Guamaré) (Bertani et. al. 1990).



A Supersequência Rifte, Neocomiana-Eoaptiana, foi desenvolvida em duas fases

(Fase Rifte I e II), sendo caracterizada também pela formação de grabens assimétricos

controlados por grandes falhas normais e de transferência, Matos (1992). Ao longo

destes grabens implantou-se uma sedimentação continental constituída de folhelhos

lacustres, arenitos flúvio-deltaicos e depósitos de planície aluvial/planície de inundação,

da Formação Pendências (Pessoa Neto, 1999 e 2003).

A Formação Pescada é constituída por rochas sedimentares continentais de

ambiente de leques aluviais e sistemas fluviais de alta energia, além de bancos

carbonáticos. Intrusões ígneas (diabásios) estão associadas a estas formações, na parte

sul da bacia, que correspondem ao enxame de diques de direção Leste–Oeste da

Formação Rio Ceará Mirim, com datação de 140–120 Ma. (Araripe & Feijó, 1994).

A Supersequência pós-Rifte, Neoaptiana-Eoalbiano, possui duas características

diferenciais: a primeira pelo regime tectônico de subsidência termal referente ao

processo de resfriamento da litosfera, subsequente aos processos de aquecimento e

distensão da fase rifte. E a segunda pela evolução gradativa dos sistemas deposicionais

continentais para os marinhos, onde os depósitos flúvio-lacustres repousam sobre uma

forte discordância angular no topo da seção rifte (Pessoa Neto et. al. 2007).Foram

depositados nesta fase os folhelhos e calcários lagunares (de influência marinha)

sequenciados pela deposição de arenitos deltaicos, megassequência transicional da

Formação Alagamar. Assentados sobre tais rochas tem-se registrado os calcilutitos

algálicos e ostracoidais que são oriundos da primeira entrada marinha na Bacia

Potiguar, Pessoa Neto (2003).

A Supersequência Drifte corresponde à fase de deriva continental controlada

pela subsidência termal e compensação isostática característica de uma margem passiva.

A megassequência marinha é caracterizada por uma sequência flúvio-marinha

transgressiva (Formações Açu, Ponta do Mel, Quebradas, Jandaíra e Ubarana),

recoberta por uma sequência clástica e carbonática regressiva (Formações Ubarana,

Tibau e Guamaré) (Pessoa Neto et. al. 2007).

A Sequência Marinha Transgressiva, de idade Eoalbiano-Eocampaniano, é

representada por sistema fluvial-costeiro-plataformal até marinho profundo (Formação

Açu, Ponta do Mel, Jandaíra e Quebradas). O depocentro principal é formando por uma

grande calha fluvial de orientação geral NE-SW. Os Cânions Pescada e Ubarana foram

preenchidos dominantemente por folhelhos intercalados com camadas de turbiditos,

diamictitos e olistolitos carbonáticos(Pessoa Neto et. al. 2007).

A Sequência Marinha Regressiva, de idade Neocampaniano-Holoceno, é

representada por sistemas deposicionais costeiros-plataforma-talude-bacia, onde foram

identificadas três sequências que são limitadas por discordâncias bem marcadas em

seções sísmicas, quebras nos perfis elétricos e descontinuidades bioestratigráficas em

poços. Os correspondentes litoestratigráficos dessas sequências são as rochas definidas

nas formações Barreiras, Tibau, Guamaré e Ubarana(Pessoa Neto et. al. 2007).



Figura 3.3 - Carta litoestratigráfica da Bacia Potiguar. Compilada de Pessoa Neto et. al. (2007).



3.2 – Geologia da área no contexto da Bacia Potiguar

A região entre os estuários, que compreende o município de Porto do Mangue e

Macau, está inserida em um ambiente transicional, em uma zona onde a ação eólica,

correntes, ondas e marés atuam como os principais agentes dos processos de erosão e

deposição, modificando a morfologia costeira.

A sequência geológica da área estudada (Figura 3.4) é composta pela Formação

Barreiras e por sedimentos Quaternários, e a sua descrição foi fundamentada nas

atividades de campo e literatura disponível (e.g., Souto, 2004; Angelim et. al., 2006;

Pereira,2008; Silva, 2009; Cunha, 2009; Neto,2011):

Figura 3.4 – Mapa geológico simplificado para a área de estudo (Macau a Porto do Mangue) na

escala de 1:50.000, modificado de Pereira (2008).

A coluna estratigráfica das sequências sedimentares reconhecidas na faixa

costeira, da base para o topo é formada pela Formação Barreiras e Depósitos

Quaternários ( Depósitos de Praia, Spits e Ilhas Barreiras, Depósitos Eólicos

vegetados/de praia, Depósitos Flúvio-Marinhos (Planície de Maré), Depósitos

Aluvionares)

Formação Barreiras

Existem muitas hipóteses a respeito desta unidade, com relação a sua idade e

hierarquia estratigráfica (grupo ou formação), neste trabalho foi adotada a classificação



apresentada por Pessoa Neto et al. (2007), onde o autor se refere a esta sequência

siliciclástica como Formação Barreiras, com deposição iniciada no Mioceno.

É composta por arenitos grossos, com níveis conglomeráticos, por vezes

argilitos de cores avermelhada, amarela e roxa, ocorrendo na área na forma de falésias

litorâneas (Souto 2004). Seus sedimentos são provenientes de depósitos aluviais,

fluviais e flúvio-lagunar. Na área, as falésias afloram na parte Oeste, em meio às dunas

do Rosado (Figura 3.5).

Figura 3.5 – Vista da foz do estuário Conchas para o afloramento da Formação Barreiras,

localizado a Oeste da área.

Depósitos Flúvio-Marinhos (Planície de Maré)

São compostos pelos sedimentos transportados pela maré, depositados ao longo

da zona de infra a supramaré. De composição lamosa, coloração escura, fração

granulométrica areia fina a argila e grande quantidade de matéria orgânica e conchas

(presente junto aos mangues).

São áreas protegidas pelos pontais (spits) arenosos, ilhas barreiras e manguezais.

Os ambientes (Figura 3.6) alternam entre exposição/inundação em função da altura das

marés, tornando-se áreas de intermarés alagadas entre as marés médias altas e baixas

normais e de supramaré, inundadas durante as marés de sizígia (Miranda 1983; Cunha

2009).



Figura 3.6 – Planícies de maré ao longo do estuário Conchas. Fotos: Gustavo Rocha.

Depósitos Eólicos vegetados/de praia

Os depósitos eólicos vegetados (Figura 3.7) são formados por sedimentos de

granulometria areia fina a grossa, predominantemente quartzosos, bem selecionados,

com presença de vegetação rasteira que pode atuar como fixadoras dunas móveis. Tais

depósitos são descritos como paleodunas compostas por sedimentos eólicos

quaternários (Souto 2004).

Figura 3.7 – Depósitos eólicos vegetados ao longo da margem dos rios, Norte da área.

Os depósitos eólicos de praia são formados por dunas móveis (Figura 3.8), em

geral de grande porte, de coloração clara, granulometria areia média a fina, grãos bem

selecionados, quartzosos arredondados e esféricos, podendo conter agregados de

fragmentos de conchas e organismos marinhos.



As dunas eólicas são classificadas como barcanas. Ambos os depósitos eólicos

estão localizados mais ao Norte da área, próximo à foz dos estuários.

Figura 3.8 – Depósitos eólicos, ao Norte da área de estudo, na foz do estuário Conchas.

Depósitos Aluvionares

São formados pelos sedimentos transportados e depositados nos canais de

drenagem e nas suas margens. De composição arenosa a argilosa, fração granulométrica

de grossa a fina, de tonalidade distinta modificada pela quantidade de matéria orgânica

Pereira (2008). São depósitos de inframaré que ficam totalmente submersos ou

parcialmente submersos durante a preamar. Podem estar associados às bordas dos

pontais arenosos (spits).

Na folha Macau CPRM (2006), os depósitos aluvionares são classificados como

antigos e recentes, onde os depósitos aluvionares antigos são descritos como terraços

fluviais mais afastados dos canais do rio Piranhas-Açu, que foram abandonados à

medida que o rio migrava para Leste. De composição conglomerática, matriz

ferruginosa avermelhada e arenitos grossos a médios, mal selecionados, não estão

presentes na área de estudo.

Depósitos de Praia, Pontais arenosos e Ilhas Barreiras

São formados por sedimentos quartzoso com fragmentos de conchas, de fração

granulométrica areia fina a muito grossa, e minerais pesados principalmente na zona de

estirâncio (Souto 2004). Estruturas sedimentares como as marcas onduladas e as marcas

de deixa podem ser observadas. Os Depósitos de Praia ocorrem entre a linha de praia e

as dunas na zona de estirâncio ou intermaré Silveira (2002), e são sedimentos

transportados pela ação marinha, fluvial e eólica, sendo constantemente retrabalhados.

As ilhas barreira/pontais arenosos (spits), são unidades compostas por

sedimentos que participam nos processos deposicionais, atuantes nos dias atuais (leques

Depósitos Eólicos



aluviais, sedimentos de praia, dunas móveis, aluviões, manguezais e coberturas

arenosas).

4 ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS DADOS

Neste capítulo serão analisados e discutidos os dados adquiridos no Complexo

Estuarino do rio Piranhas-Açu/RN utilizando equipamentos hidroacústicos (dados

sonográficos e hidrodinâmicos) e draga pontual tipo Van Veen (dados

sedimentológicos).

Para um melhor entendimento, os dados foram analisados e interpretados

separadamente por equipamento e período sazonal (seco ou verão e chuvoso ou

inverno).

4.1 Dados Sonográficos

Um dos objetivos em pesquisas que utilizam o sonar de varredura lateral é de se

conhecer a morfologia subaquosa, o modo de disposição dos sedimentos, feições e

estruturas de fundo.

As formas de leito são estruturas repetitivas desenvolvidas pela interação de

fluxos e os sedimentos presentes no ambiente. Contudo, em regiões como estuários

onde a dualidade de fluxos atua, essas feições estão propícias a uma maior variabilidade

morfológica (Ashley 1990). Em decorrência da sazonalidade deste meio, tais estruturas

podem sofrer alterações e transformações periódicas de acordo com as mudanças no

sistema.

Neste trabalho as formas de fundo foram classificadas e descritas de acordo com

as definições de Ashley (1990).

As grandes formas de leito são largamente distribuídas em ambientes arenosos

recentes, com profundidade superior a 1,0 m, tamanho do sedimento maior que 0,15

mm (fração > areia muito fina) e velocidade média do fluxo acima de 0,4m/s (Figura

4.1).

O regime de fluxo no ambiente pode ser classificado de acordo com o número de

Froude. Este valor é calculado a partir da velocidade da corrente e a profundidade em

cada forma de leito. Estruturas como marcas onduladas e dunas são geradas quando o

número de Froude é <1. Quando as velocidades aumentam e o número de Froude é ≥1,

as estruturas são destruídas, a superfície torna-se plana e estruturas como antidunas são

geradas (Figura 4.1).

A classificação das formas de leito segundo a morfologia das estruturas foi

realizada com base na Tabela 4.1. Segundo Ashley (1990), os dados de segunda e

terceira ordem não devem ser incorporados formalmente à nomenclatura das estruturas.

O calculo da altura é medido a partir da relação entre a sombra acústica produzida no

registro, à altura do sonar rebocado e a distância inclinada entre o sonar e a estrutura.



Figura 4.1 – Gráfico da velocidade média do fluxo versus a média da granulometria do

sedimento mostrando diferentes campos de estabilidade das formas de leito. Fr=Número de

Froude, U=velocidade (m/s), g=gravidade e D=profundidade (m). Modificado de Ashley,

(1990).

Tabela 4.1 – Esquema de classificação recomendada pela SEPM, para formas de leito e

acamamentos. Modificada de Ashley (1990).



Nos estuários Açu, Cavalos e Conchas, foram identificadas ao longo dos perfis

longitudinais as seguintes feições de fundo: Fundo Plano e Dunas (pequeno a grande

porte), geradas em regime de fluxo inferior, e estruturas do tipo marcas onduladas

(ripples) observadas somente na foz do estuário Açu.

As unidades Dunas Subaquosas registradas no período seco (Nov) e no período

chuvoso (Maio) foram medidas quanto à altura e o comprimento entre as cristas, e

classificadas segundo a SEPM (Tabela 4.1), gerando a tabela 4.2. No período chuvoso

foi observado o incremento na altura e comprimento dessas estruturas, que serão

exibidas neste capítulo.

Tabela 4.2 - Principais características das Dunas Subaquosas para os estuários Açu, Cavalos e

Conchas durante o período seco (Nov) e período chuvoso (Maio).



Em relação às dunas, quando o fluxo não tiver uma terceira componente, nem

redemoinhos e turbilhões, tem-se a formação de dunas de crista reta, nomeada de 2-D.

Quando se observar variações no fluxo na sua extensão ortogonal, com remoinhos

capazes de consumir as depressões, tem-se a formação de dunas nomeadas de 3-D

(Figura 4.2).

Figura 4.2 – Modelo para a geração de dunas 2-D (à esquerda) e 3-D (à direita), onde com o

aumento na intensidade do fluxo se tem a erosão do leito à frente e a deposição dos sedimentos

atrás. Modificado de Sancho (2002).

4.1.1 Período Seco

De forma a simplificar o mapa de formas de leito no período seco, somente as

principais unidades morfológicas foram discriminadas, sendo estas as unidades Dunas

Subaquosas e Leito Plano. A unidade Dunas Subaquosas inclui tanto dunas do tipo 2-D

como 3-D. Já a unidade Leito Plano inclui também estruturas como leito rugoso e

bancos longitudinais (Figura 4.3).

Figura 4.3 – Mapa simplificado das formas de leito no período seco.



Foi observado que as Dunas Subaquosas presentes ao longo do canal principal

dos estuários apresentam cristas mergulhando na direção da maré de vazante. Na foz do

estuário Açu as cristas mergulham na direção da maré de enchente, diferente das demais

dunas ao longo do canal principal (Figura 4.4). Tanto as dunas 2-D como as 3-D são

classificadas como pequenas. Quanto à representatividade, as dunas 2-D ocorrem em

áreas menores, que rapidamente evoluem para dunas 3-D. No estuário Açu foram

observadas áreas onde o fundo apresenta variação de leito do tipo leito plano liso a leito

plano rugoso (Figura 4.5), geralmente em locais próximos aos mangues. Já próximo à

margem Leste do canal foram identificadas barras longitudinais, iniciando na montante,

com extensão total aproximada de 2,0 Km. As barras possuem comprimento variando

de 09 m a 30 m, largura máxima de 1,5 m e altura média de 0,4 m. Também foi

observada a mudança lateral, da margem ao centro do canal, de forma de fundo leito

plano a duna, gerada na mudança da velocidade do fluxo das margens em direção ao

canal principal.

No estuário Cavalos, em quase todo o perfil, as cristas mergulham na direção da

maré de enchente. No interior do canal foram observadas cristas mergulhando na

direção da maré de vazante (Figura 4.6). As dunas 2-D e 3-D foram classificadas como

pequenas na altura, e pequenas a médias em relação ao comprimento. Quanto à

ocorrência, as formas 2-D destacam-se ao longo do perfil, representando grande área no

estuário. No estuário Cavalos, as principais características na morfologia Leito Plano

foram à variação de leito plano liso a rugoso, também relacionado à proximidade com

os mangues. Destaca-se na figura 4.7, a mudança de textura entre o canal principal do

estuário e as margens deste canal.

No estuário Conchas, ao longo do canal principal foram observadas apenas

cristas de dunas mergulhando na direção da maré de enchente (Figura 4.8). Ao longo do

percurso da montante até a foz do canal principal do estuário foram observadas tanto

dunas 2-D como 3-D. A evolução de 2-D para 3-D foi observada principalmente do

meio do canal em direção à foz. Tais unidades foram classificadas como pequenas a

médias em relação ao comprimento e pequenas em relação à altura. No estuário

Conchas, a morfologia Leito Plano foi descrita como leito plano liso a leito plano pouco

rugoso. Não foram observadas barras longitudinais ao longo do canal. Destaca-se na

figura 4.9 a variação lateral de leito plano a duna, também gerada na mudança da

velocidade do fluxo das margens em direção ao canal principal.



Figura 4.4 – Imagens das dunas subaquosas, em 1, 2 e 3 Dunas 3-D, e em 4, dunas do tipo 2-D

na foz do estuário Açu, durante a maré de vazante com direção média do fluxo de 340°. No

mapa de localização das imagens, a seta indica a direção da navegação.

1

2

3 4

1 2 3

4

1

2 3

4

1 2 3

4



Figura 4.5 – Imagens do leito plano a rugoso, evoluindo para dunas do tipo 3-D e a bancos

longitudinais, na foz do estuário Açu, durante a maré de vazante com direção média do fluxo de

340°. No mapa de localização das imagens, a seta indica a direção da navegação.

Figura 4.6 – Imagens das dunas subaquosas no estuário Cavalos. 1e 3 Dunas 2-D. 2 e 4 Duna 3-

D, durante a maré de enchente com direção média do fluxo de 290°. No mapa de localização das

imagens, a seta indica a direção da navegação.

1

2 3 4

1 2 3

4



Figura 4.7 – Imagens das formas leito plano e bancos longitudinais no estuário Cavalos, durante

a maré de enchente com direção média do fluxo de 290°. No mapa de localização, a seta indica

a direção da navegação.

1 2 3

4

4

1 2 3



Figura 4.8 – Imagens das dunas subaquosas no estuário Conchas, em 1e 3 Dunas 3-D, e em 2 e

4 Duna 2-D, durante a maré de enchente com direção média do fluxo de 240°. No mapa de

localização das imagens, a seta indica a direção da navegação.

Figura 4.9 – Imagens das formas leito plano no estuário Conchas, em 3 e 4 migrando para dunas

2-D, durante a maré de enchente com direção média do fluxo de 240. No mapa de localização, a

seta indica a direção da navegação.

4.1.2 Período Chuvoso

No período chuvoso a morfologia do tipo Dunas Subaquosas não se limitou ao

canal principal, recobrindo áreas mais extensas. Estas formas de leito também

apresentaram maior desenvolvimento quanto ao comprimento e altura, observando

também padrão de sobreposição nos estuários Cavalos e Conchas. Em relação às áreas

do tipo Leito Plano, a variação de leito plano liso a rugoso foi observado apenas

próximo a montante dos perfis (Figura 4.10).

No estuário Açu, ao longo de todo o canal, a direção das cristas 2-D e 3-D

mergulharam na direção da maré de vazante, enquanto mais próximo da foz as cristas

estavam direcionadas a maré de enchente. Entretanto, como pode ser observado na

figura 4.11, cristas no sentido da maré de enchente, também foram geradas no interior

do canal. Tanto as dunas 2-D como as 3-D foram classificadas de acordo com

comprimento e altura como pequenas a médias. Em relação à ocorrência, as dunas 3-D

representam os principais tipos de duna subaquosas.

Neste estuário foi observadas a variação de leito plano liso a leito plano rugoso

somente nas áreas próximas a montante. Na figura 4.12 é possível observar as variações

laterais mais expressivas de leito plano a dunas subaquosas, gerada no aumento da

velocidade do fluxo das margens em direção ao canal principal. As barras longitudinais,

4

1 2 3



não significativas, foram localizadas na margem Leste, próximos ao município de

Macau.

No estuário Cavalos, do centro a foz do canal, as cristas das dunas tinham o

sentido da direção da maré de vazante (Figura 4.13), E do centro do canal em direção a

montante as cristas das dunas estavam mergulhando na direção da maré de enchente. As

dunas 2-D e 3-D foram classificadas como pequenas a médias. Quanto à representação,

as formas 2-D prevalecem em relação às 3-D ao longo do perfil.

Figura 4.10 – Mapa das formas de leito simplificado do período chuvoso.

No estuário Cavalos, as principais características na morfologia Leito Plano

foram às variações laterais de leito plano liso a duna ao longo do canal principal (Figura

4.14). A variação de leito plano liso a leito plano rugoso foi observada somente na

montante do perfil, próximo à margem.

No estuário Conchas, em relação à direção das cristas, no geral estão

mergulhando na direção da maré de vazante, porém próximo à foz foram observadas

cristas com direção da maré enchente (Figura 4.15). Foram observadas tanto dunas 2-D

como 3-D ao longo do percurso da montante até a foz do canal principal do estuário,

entretanto dunas 3-D foram as mais representativas no perfil. Tais formas foram

classificadas como pequenas em relação à altura e pequenas a médias em relação ao

comprimento.

No estuário Conchas, a morfologia Leito Plano foi descrita como leito plano liso

a leito plano pouco rugoso próximo a montante do perfil. Destaca-se na figura 4.16 a

variação lateral de leito plano a duna, e leito plano a bancos arenosos na margem.



Figura 4.11 – Imagens das dunas subaquosas, em 1, 2 e 3 dunas 3-D, e em 4, dunas do tipo 2-D

na foz do estuário Açu, durante a maré de enchente com direção média do fluxo de 160°. No

mapa de localização das imagens, a seta indica a direção da navegação.

2 1 3

4

1 2 3

4



Figura 4.12 – Imagens do leito plano a rugoso e leito plano evoluindo para dunas do tipo 2-D e

3-D, durante a maré de enchente com direção média do fluxo de 160°. No mapa de localização

das imagens, a seta indica a direção da navegação.

Figura 4.13 – Imagens das dunas subaquosas no estuário Cavalos. 1e 3 dunas 2-D. 2 e 4 duna 3-

D, durante a maré de enchente com direção média do fluxo de 290°. No mapa de localização das

imagens, a seta indica a direção da navegação.

1 2 3

4



Figura 4.14 – Imagens das formas leito plano e bancos longitudinais no estuário Cavalos,

durante a maré de enchente com direção média do fluxo de 290°. No mapa de localização, a seta

indica a direção da navegação.

Figura 4.15 – Imagens das dunas subaquosas no estuário Conchas. 1e 3 dunas 2-D, e em 2 e 4

duna 3-D, durante a maré de enchente com direção média do fluxo de 250°. No mapa de

localização das imagens, a seta indica a direção da navegação.

4

1 2 3

4

1 2 3



Figura 4.16 – Imagens das formas leito plano no estuário Conchas, durante a maré de enchente

com direção média do fluxo de 250°. No mapa de localização, a seta indica a direção da

navegação.

4.2 Dados Hidrodinâmicos

Para facilitar a organização temporal em que circunstâncias os perfis

longitudinais foram coletados foram geradas curvas de variação da maré para os dias de

levantamento de campo, a partir dos dados de maré disponibilizados no sitio virtual da

DHN para o porto de Macau – Alagamar (Figura 4.17).

Figura 4.17 – Tábua de maré prevista para o Porto de Macau-RN, segundo a DHN. A)

Curva prevista para o período entre 21 e 23 de novembro de 2010. B) Curva prevista para o

período entre 17 e 19 de maio de 2011, respectivamente os dias trabalhados nos estuários

Açu, Cavalos e Conchas. Os círculos vermelhos simbolizam os perfis longitudinais na maré

de vazante e os círculos azuis na maré de enchente.

4.2.1 Período Seco – Dados Longitudinais

21 22 23 17 18 19 A B

1 2 3

4



Os dados adquiridos no período seco (Novembro 2010) de uma forma geral

demonstraram uma maior energia nos fluxos dos estuários Açu, Cavalos e Conchas

quanto à vazão (Q=m³. s-¹) e a velocidade (V=m.s-¹) durante a maré de enchente,

segundo a tabela 4.3. A variação da vazão e da velocidade dos fluxos ao longo do canal

dos estuários foi representada na forma de círculos com graduação de cores nos mapas,

exibidos nas figuras abaixo.

Tabela 4.3 - Valores de velocidade e vazão (máximos, mínimos e médios) dos 65 perfis

longitudinais adquiridos no período seco.

4.2.1.1 Vazão

A vazão de um rio é o volume de água que passa através de uma determinada

seção em uma determinada unidade de tempo, geralmente um segundo. Para a

diferenciação da descarga líquida fluvial e marinha no estuário, adotou-se que a entrada

de fluxo seria negativa e a saída de fluxo seria positiva.

Durante a maré de enchente (Figura 4.18A), os valores negativos de descarga

tendem a decrescer gradativamente no sentido estuário acima (mar → rio), onde passam

a ter valores de descarga positiva, assumindo-se, que a vazão do fluxo fluvial retorna a

ter maior expressividade do que a ação da maré.



Figura 4.18 - Mapas dos valores da vazão do fluxo principal nos canais dos estuários Açu,

Cavalos e Conchas, em novembro de 2010. A) Maré de enchente. B) Maré de vazante.

Na maré de vazante foi observado que os valores de vazão do fluxo fluvial entre

os estuários decrescem no sentido estuário abaixo (rio → mar), enquanto na foz a ação

de marés tende a prevalecer. Na Figura 4.18B pode ser verificado que somente o

estuário Açu apresenta valores positivos mais próximos da foz. Embora a maré seja de

vazante, no período seco os estuários Cavalos e Conchas por serem canais rasos e

estreitos sofreriam mais influência do fluxo das marés, que neste caso seriam superiores

ao fluxo do rio, atribuindo valores negativos ao sentido de entrada de material estuário

acima (mar→rio).

4.2.1.2 Velocidade

A velocidade do fluxo esta diretamente relacionada com a vazão e a

profundidade no ambiente.

B

A



O perfil da velocidade do fluxo na maré de enchente não apresenta uma

distribuição homogênea onde as intensidades aumentam e diminuem ao longo do

trajeto. No entanto, as maiores intensidades concentram da foz ao centro do canal

(Figura 4.19A).

No estuário Açu, Cavalos e Conchas os valores de velocidade oscilam de 0,950 a

0,206 m.s-¹, 1,033 a 0,443 m.s-¹, e 1,142 a 0,141 m.s-¹, respectivamente.

Figura 4.19 - Mapas dos valores da velocidade do fluxo principal nos canais dos estuários Açu,


O perfil da velocidade na vazante para os estuários Cavalos e Conchas mostrou

uma padrão de variação gradual decrescente da jusante até a foz, diferente do estuário

Açu onde foi observada uma tendência a concentrar as maiores velocidades no centro

do canal (Figura 4.19B). No estuário Açu, Cavalos e Conchas, respectivamente, os

valores de velocidade oscilam de 1,419 a 0,399 m.s-¹, 1,406 a 0,195 m.s-¹, e 0,923 a

0,414 m.s-¹.

A

B



A diferença entre os valores máximos e mínimos das velocidades indicam a

variação de energia no sistema. Déficits de 1,0 m.s-¹ são observados na maré de

enchente no estuário Conchas e na maré de vazante no estuário Açu e Cavalos (1,211

m.s-¹). Em ambos os perfis de velocidade em novembro, na maré enchente as

velocidades variam bastante ao longo do perfil, pois há uma soma de vetores com

direções opostas provocando turbidez nos fluxos, enquanto em maré vazante ocorre

soma de vetores no mesmo sentido. Comparando com os perfis da vazão visualize-se a

linearidade velocidade-vazão, onde os dados da velocidade esboçam a forte correlação

dos fluxos fluviais e de maré.

4.2.1.3 Direção do fluxo

Durante a maré de vazante do período seco as direções dos fluxos nos estuários

foram NW para o Açu e ESE para os estuários Cavalos e Conchas. Na maré de

enchente, no período seco as direções para os estuários Açu, Cavalos e Conchas foram

respectivamente SE, NW e SW (Figura 4.20).

Na figura 4.21A e B a direção do fluxo foi representada por setas que sinalizam

a entrada e a saída de material dos estuários. Em ambas as marés, o sentido do fluxo é

influenciado pela configuração dos rios.



Figura 4.20 - Gráfico de roseta para a direção do fluxo principal nos canais dos estuários Açu,

Cavalos e Conchas.

Figura 4.21 - Mapas da direção do fluxo principal nos canais dos estuários Açu, Cavalos e

Conchas, em novembro de 2010. A) Maré de enchente. B) Maré de vazante.

4.2.2 Período Chuvoso – Dados Longitudinais

Os dados adquiridos no período chuvoso (Maio 2011) de uma forma geral

demonstraram uma maior energia quanto à vazão (Q=m³. s-¹) dos fluxos durante a maré

de enchente nos estuários Açu e Conchas, e quanto à velocidade (V=m.s-¹) durante a

maré de vazante para os mesmos estuários (Tabela 4.4). Em relação ao estuário Cavalos,

durante a maré de vazante foram registrados os maiores valores de vazão e velocidade.

A variação da vazão e da velocidade dos fluxos ao longo do canal dos estuários foi

B A



representada na forma de círculos com graduação de cores nos mapas, exibidos nas

figuras abaixo.

Tabela 4.4 - Valores de velocidade e vazão (máximos, mínimos e médios) dos79 perfis em maio

de 2011 (período chuvoso).

4.2.2.1 Vazão

Os perfis de vazão dos estuários no período chuvoso apresentaram um padrão

semelhante ao observado no período seco, porém com maiores valores de descarga

líquida e a sobrevalência de uma corrente em cada maré.

Na maré de enchente os valores negativos de descarga novamente tenderam a

decrescer gradativamente no sentido estuário acima, com a entrada do fluxo seguindo

até a montante do trajeto. Neste período não foram registrados valores de descarga

positiva, rio→mar (Figura 4.22A). No Estuário Açu, Cavalos e Conchas,

respectivamente, a vazão varia de -917,477 a -0,325 m³.s-¹, -358,113 a -7,323 m³.s

-¹, e

-322,629 a -1,104 m³.s-¹.

Em relação à maré de vazante, os perfis apresentaram uma ciclicidade, onde o

fluxo de descarga positiva decresceu da montante do trajeto sentido ao centro do canal.

Posteriormente o fluxo aumentou e decresceu novamente no sentido a foz, exceto para o

estuário Conchas, que do centro do canal a foz o fluxo de descarga aumentou (Figura

4.22B).

Neste período, somente o estuário Açu apresentou valores negativos, estes mais

próximos da foz. No estuário Açu, Cavalos e Conchas, respectivamente, a vazão variou

de 345,875 a -18,789 m³.s-¹, 550,419 a 18,199 m³.s-¹, e 166,388 a 25,628 m³.s-¹.



Figura 4.22 - Mapas dos valores da vazão do fluxo principal nos canais dos estuários Açu,

Cavalos e Conchas, em maio de 2011. A) Maré de enchente. B) Maré de vazante.

4.2.2.2 Velocidade do fluxo

Os perfis do fluxo da velocidade, em ambas as marés, mostraram que os valores

decrescem sentido estuário abaixo (rio→mar). Este resultado era esperado para o

período chuvoso, quando os rios possuem uma maior potencia hidráulica. Em relação à

energia dos fluxos, os valores de velocidade foram inferiores ao registrado no período

seco.

Durante a maré de enchente, a intensidade da velocidade do fluxo aumentou da

foz no sentido a montante do trajeto (Figura 4.23A). Os maiores valores se

concentraram no centro do canal no estuário Cavalos e para os estuários Açu e Conchas,

B

A



mais próximo da montante. No estuário Açu, Cavalos e Conchas, respectivamente, os

valores de velocidade oscilaram de 0,867 a 0,227 m.s-¹, 0,758 a 0,350 m.s-¹, e 0,775 a

0,152 m.s-¹.

Figura 4.23 - Mapas dos valores da velocidade do fluxo principal nos canais dos estuários Açu,


Embora os perfis da vazante e enchente tenham comportamento semelhante, a

localização e a concentração da intensidade dos fluxos os diferenciam.

O perfil da velocidade na vazante para o estuário Conchas mostrou uma padrão

de variação gradual decrescente da montante até a foz. Diferente do estuário Açu e

Cavalos onde os maiores valores foram observados no centro do canal (Figura 4.23B).

No estuário Açu, Cavalos e Conchas, respectivamente, os valores de velocidade

oscilaram de 1,317 a 0,888 m.s-¹, 1,021 a 0,483 m.s-¹, e 0,998 a 0,484 m.s-¹.

B

A



A diferença entre os valores máximos e mínimos das velocidades mostram um

equilíbrio na variação de energia no sistema. Neste período climático, o maior limite foi

de 0,640 m.s-¹.

4.2.2.3 Direção

Durante o período chuvoso, as direções do fluxo para os estuários Açu, Cavalos e

Conchas durante a maré de enchente foram respectivamente SE, NW e WSW. Enquanto na

maré de vazante, as direções de fluxo para os estuários Açu, Cavalos e Conchas foram

respectivamente NW, SE e ENE (Figura 4.24).

Figura 4.24 - Gráfico de roseta para a direção do fluxo principal nos canais dos estuários Açu,

Cavalos e Conchas durante o período chuvoso.

Na figura 4.25 A e B a direção do fluxo foi representada por setas que sinalizam

a entrada e a saída de material dos estuários. Em ambas as marés, o sentido do fluxo é

influenciado pela configuração dos rios.

4.2.3 Período Seco – Dados Transversais

De modo a comparar a energia dos fluxos presentes no sistema, foram gerados

gráficos dos dados transversais, agrupando os três estuários (Açu, Cavalos e Conchas), a

seção (foz/montante) e a variável (foz/velocidade) (Figura 4.26).



Nos gráficos da curva da vazão foz e montante, os valores negativos representam

a entrada de material estuário acima transportado pelas correntes marinhas,

caracterizando a maré de enchente. Os valores positivos representam a quantidade de

saída líquida total no sistema estuário abaixo (rio →mar) pelo transporte fluvial,

caracterizando a maré de vazante.

Figura 4.25 - Mapas da direção do fluxo principal nos canais dos estuários Açu, Cavalos e

Conchas, em maio de 2011. A) Maré de enchente. B) Maré de vazante.

A B



Figura 4.26 – Localização dos perfis transversais na foz dos estuários (em amarelo) e na

montante do perfil (em verde).

Os maiores valores de descarga positiva e negativa foram registrados no estuário

Açu, do gráfico na foz (700 m³.s-¹ e -995 m³.s-¹) e na montante (463 m³.s-¹ e -440 m³.s-

¹), (Figura 4.27A e B), representados em uma curva quase simétrica. No estuário

Cavalos a maré de vazante apresentou certo predomínio visualizado pelo declínio

gradual da curva, os valores máximos registrados na montante foram de 177 m³.s-¹ e -

266 m³.s-¹, e na foz de 610 m³.s-¹ e -583 m³.s-¹. No estuário Conchas, durante a maré de

vazante os valores registrados são baixos, com máximas na montante de 104m³.s-¹ e -

197m³.s-¹ e na foz de 280m³.s-¹ e -360m³.s-¹.

Os baixos valores do estuário Conchas estão relacionados ao estreitamento do

canal principal na baixa-mar, que reduz de um perfil com 200 m de largura e 3 m de

profundidade para uma seção de 50 m de largura e 1.5 m de profundidade na foz. Na

montante, o perfil diminui de 150 m de largura e 5.20 m de profundidade para 80 m de

largura e 3.7 m profundidade. Entretanto, nos três estuários, somente embarcações de

pequeno porte como voadeiras transitam na baixa-mar.



Figura 4.27 – Gráficos da Curva de Vazão para os dados coletados em novembro de 2010.

A) Foz dos estuários Açu, Cavalos e Conchas. B) Montante dos estuários.

No gráfico da curva da velocidade na foz e na montante (Figura 4.28 A e B), em

geral, tem-se um padrão decrescente na passagem de uma maré para outra, atingindo o

mínimo valor registrado na estopo de maré, tanto na vazante (~11h) como na enchente

(~17h) retornando a ascender posteriormente.

A

B

Preamar

16

h1

5

17

h5

0

Baixa-mar

10

h4

5

12

h0

0

Preamar

16

h15

17

h50

Baixa-mar

10

h4

5

12

h00



Para o estuário Açu, os maiores valores registrados na montante e na foz foram

respectivamente 0,713 m.s-¹ e 0,570 m.s

-¹. Para o estuário Cavalos, os maiores valores

foram 0,666 m.s-¹ na montante e 0,757 m.s

-¹ na foz. Para o estuário Conchas, os

maiores valores foram de 0,511 m.s-¹ na montante e de 0,753 m.s

-¹ na foz.

Figura 4.28 – Gráficos da Curva de Velocidade para os dados coletados em novembro de 2010.

A) Foz dos estuários Açu, Cavalos e Conchas. B) Montante dos estuários.

A

B

Preamar

16

h1

5

17

h5

0 Baixa-mar

10

h4

5

12

h0

0

Preamar

16

h15

17

h50

Baixa-mar

10

h4

5

12

h00



4.2.4 Período Chuvoso – Dados Transversais

Apesar do registro de maiores valores de descarga e velocidades do fluxo na foz,

na montante as taxas de energia não diferenciaram muito dos dados de novembro. A

curva da vazão na foz e na montante apresentam dois picos, um máximo positivo na

maré vazante, e um máximo negativo na maré de enchente (Figura 4.29A e B). Os

valores de descarga no gráfico da foz variaram de -1013,705 m³.s-¹ a 970,690 m³.s

-¹ no

estuário Açu, entre -649,919 m³.s-¹ a 920,384 m³.s-¹ no Cavalos e entre -120,108 m³.s-¹

a 349,668 m³.s-¹ no Conchas. Na montante, os valores de descarga variaram de

-338,499 m³.s-¹ a 468,026 m³.s

-¹ no estuário Açu, entre -173,632 m³.s

-¹ a 349,488 m³.s

-¹

no Cavalos e entre -226,068 m³.s-¹ a 266,310 m³.s

-¹ no Conchas.



Figura 4.29 – Gráficos da Curva de Vazão para os dados coletados em maio de 2011. A) Foz dos

estuários Açu, Cavalos e Conchas. B) Montante dos estuários.

Comparando os dados de maio com novembro, os gráficos da velocidade de

maio, mostram o registro de maiores valores e curvas assimétricas (Figura 4.30 A e B).

Entre a preamar e baixa-mar, tem-se uma ascensão de energia no sistema, com o

declínio inicialmente delongado, posteriormente abrupto. Atribuiu-se esta queda a

estopo de maré vazante. Na maré de enchente, tem-se novamente uma ascensão. Na foz,

este pico de aumento de energia é mais forte porem estreito, diferente do que se observa

na montante. Quanto ao estuário cavalos, a energia manteve-se constante.

Baixa-mar

11

h21

12

h51

Preamar

16

h5

6

18

h2

1

Preamar

05

h0

2

05

h4

7

B

Preamar

05

h02

05

h47

Baixa-mar

11

h2

1

12

h5

1

Preamar

16

h56

18

h21

A



Figura 4.30 – Gráficos da Curva de Velocidade para os dados coletados em maio de 2011. A)

Foz dos estuários Açu, Cavalos e Conchas. B) Montante dos estuários.

No estuário Açu os maiores valores registrados na foz e na montante foram

respectivamente 0,916 m.s-¹ e 0,843 m.s-¹. No estuário Cavalos, os maiores valores

foram 0,939 m.s-¹ na foz e 0,826 m.s-¹ na montante. E no estuário Conchas, os maiores

valores foram de 0,820 m.s-¹ na foz e de 0,596 m.s-¹ na montante.

No período chuvoso, os maiores valores de descarga e velocidades registrados

foram na foz dos estuários. Em quase todos foram observados um aumento em relação

B

Preamar

16

h56

18

h21

Baixa-mar

11

h21

12

h51

Preamar

05

h02

05

h47

A

Preamar

05

h0

2

05

h4

7

Baixa-mar

11

h2

1

12

h5

1

Preamar

16

h56

18

h2

1



ao período seco, com ressalva da média da vazão na foz para os estuários Açu e

Conchas. A montante, o aumento nas taxas de energia durante o período chuvoso

ocorreu de maneira mais discreta, comparando este período com o seco (Tabela 4.5).

No período seco observou-se que os máximos valores de descarga na montante

para os estuários Cavalos e Conchas foram oriundos da maré de enchente, reafirmando a

força e influência dessa maré, o qual comportamento já fora observado nos perfis

longitudinais. Durante o período chuvoso, com a exceção da vazão na foz do estuário

Açu, todos os máximos valores de vazão estiveram relacionados à maré de vazante,

corroborando para a concepção que neste período sazonal a principal energia atuante

nos estuários é proveniente da maré de vazante.

Tabela 4.5 – Valores de velocidade e vazão (máximos, mínimos e médios) dos 166 perfis

transversais adquiridos em novembro de 2010 (período seco) e 134 perfis em maio de 2011

(período chuvoso).

4.3 Dados Sedimentológicos

As amostras foram classificadas segundo os parâmetros estatísticos e a

classificação de Folk (1974), fornecidos pelo programa de análise granulométrica SAG.

Nas duas campanhas realizadas nos estuários foram coletadas e descritas 31 amostras,

sendo destas 18 adquiridas em novembro de 2010 e 13 amostras em maio de 2011.

4.3.1 Período Seco

Das 18 amostras coletadas neste período, 12 foram analisadas estatisticamente.

De acordo com a classificação pela média dos resultados dos parâmetros estatísticos

gerou-se o mapa faciológico para a área no período de novembro 2010 (Figura 4.31).

No mapa observou-se que os tamanhos dos grãos tendem a aumentar na direção

da foz dos estuários. O estuário Açu é composto por sedimentos na fração areia fina, e

pontos de areia média e areia muito fina. A montante do estuário Cavalos é composta

por sedimentos na fração areia média, posteriormente variam para areia fina ao longo do

canal. Na foz é composto por sedimentos na fração areia muito grossa. Quanto ao

estuário Conchas, seus sedimentos variam de areia fina na montante, areia média no

centro do canal e areia grossa na foz.

As características gerais de cada fração estão descritas abaixo:

Nov. 2010 Maio 2011



Areia Média

Nos estuários Açu, Cavalos e Conchas tais sedimentos foram descritos como

moderadamente selecionados com grau de selecionamento variando de 0,635 a 0,704

mm, aproximadamente simétricos com valores de assimetria entre 0,004 a 0,094 e

mediana variando de 1,616 a 1,868. No total de 05 amostras, sendo 01 do estuário Açu,

02 amostras do estuário Cavalos e Conchas.

Figura 4.31 – Mapa faciológico novembro 2010 para os estuários Açu, Cavalos e Conchas- RN.

Areia Fina

Nos estuários Açu, Cavalos e Conchas tais sedimentos foram descritos como

pobremente selecionados com grau de selecionamento de 1,967, moderadamente

selecionados com grau de selecionamento variando entre 0,621 a 0,741 mm. De

assimetria positiva (0,102 a 0,236) a aproximadamente simétrica (0,065 a 0,069) e

mediana variando de 2,128 a 2,759. No total de 05 amostras, sendo 03 do estuários

Conchas e 01 no estuário Açu e 01 no Cavalos.

Areia Muito Fina (Areia Siltosa)

Localizados no estuário Conchas, os sedimentos foram descritos como

moderadamente selecionados, grau de selecionamento 0,99 mm, assimetria muito

positiva, 0,45, e mediana de 2,92.

Areia Grossa (Areia com Cascalho Esparso)

Localizados no estuário conchas, os sedimentos foram descritos como

moderadamente selecionados, grau de selecionamento 0,911 mm, assimetria negativa, -

0,211, e mediana de 1,128.



Areia Muito Grossa (Areia com Cascalho)

Localizados no estuário Cavalos, os sedimentos foram descritos como

moderadamente selecionados, grau de selecionamento 0,650 mm, assimetria positiva,

0,138 e mediana variando -0,329.

4.3.2 Período Chuvoso

Das 13 amostras coletadas neste período, 08 foram analisadas estatisticamente.

De acordo com a classificação pela média dos resultados dos parâmetros estatísticos

gerou-se o mapa faciológico para a área no período de maio 2011 (Figura 4.32).

Figura 4.32 – Mapa faciológico maio 2011 para os estuários Açu, Cavalos e Conchas- RN.

Comparando os mapas faciológicos, de uma maneira geral observou-se que

estuários fora compostos por sedimentos mais grossos, uma evidencia no aumento da

energia do ambiente. No período chuvoso a fração dos sedimentos também aumentou na

direção da foz dos estuários. O canal principal do estuário Açu é composto por

sedimentos na fração areia média, com pontual fração areia fina. Quanto ao estuário

Cavalos, os sedimentos que constituiram a sua montante foram descritos como areia

fina que ao longo do canal na direção a foz evoluiram para areia média. O estuário

Conchas foi dividido em três áreas segundo os sedimentos: na montante composto por

material na fração areia fina, no centro do canal por areia média e na foz por material na

fração areia muito grossa, relacionado ao sedimentos dos depósitos eólicos e praias

existentes na área.

As características gerais de cada fração estão descritas abaixo:

Areia fina (Areia Siltosa)

Nos estuários Açu, Cavalos e Conchas, os sedimentos foram descritos como

pobremente selecionados, com grau de selecionamento 1,25 mm e moderadamente

selecionados com grau de selecionamento variando entre 0,647 e 0,707 mm. Quanto à



assimetria, é positiva variando de 0,236 a 0,483, com mediana de 2,441 a 2,68 mm. No

total de 03 amostras, uma em cada estuário.

Areia Média

Nos estuários Açu, Cavalos e Conchas, os sedimentos foram descritos como

moderadamente selecionados, com grau de selecionamento entre 0,667 a 0,692 mm,

aproximadamente simétricos a assimetria muito positiva entre 0,039, a 0,303, e mediana

entre 1,511 a 1,899. No total de 04 amostras, sendo estas 02 do estuário Açu, 01 do

Cavalos e 01 do Conchas.

Areia Muito Grossa (Areia com Cascalho)

Amostra localizada no estuario Conchas. Os sedimentos foram descritos como

moderadamente selecionados, com grau de selecionamento de 0,807 mm, assimetria

positiva de 0,124 e mediana -0,053.



5 CONSIDERAÇÕES FINAIS

5.1 – Conclusões

Os estuários do rio Piranhas-Açu estão inseridos em uma região litorânea, onde

os processos costeiros atuantes são notados principalmente pela dinâmica das

modificações nas estruturas morfológicas ali presentes. A costa setentrional do RN é

descrita morfodinamicamente como um setor dominado pela energia mista de ondas,

correntes e marés, Vital (2009), onde as marés e as correntes de marés são os principais

fenômenos oceanográficos que atuam em regiões de estuários, Costa Neto (2009).

Classificação pela morfologia

A presença de pontais arenosos (spits) e deltas de maré vazante na foz e bancos

arenosos flúvio-marinhos no interior dos estuários são as principais feições que

caracterizam o ambiente como dominados por processos mistos.

De acordo com Silva (1991) uma sequência sedimentar vertical na região do rio

Açu, Silva (1991), seria composta por Ilhas barreiras/pontais arenosos e sedimentos

praiais e eólicos sobre as planícies de maré e intermaré (Figura 5.1). Os deltas de maré

vazante existentes são importantes depósitos sedimentares formados pelo material do

espraiamento da plataforma e a entrada de sedimentos de maré.

Figura 5.1 - Bloco diagrama para a região do estuário Açu, mostrando os principais depósitos

sedimentares. Silva (1991).



Tais unidades permitem classificá-lo pela morfologia como um estuário

construído por barra, que segundo Miranda (2002), trata-se de vales incisos inundados

durante a transgressão marinha, onde a formação de barras na foz seria oriunda dos

processos de sedimentação recente. São ambientes rasos, com descarga variando

segundo o período climático do ano. Tais estuários estão associados a regiões costeiras

susceptíveis aos processos erosivos, nos quais os sedimentos são retrabalhados por

ondas e transportados por correntes litorâneas. No interior deste ambiente pode ser

transportar grande concentração de sedimentos em suspensão, o que pode ocasionar

alterações sazonais na geometria da entrada.

Classificação por salinidade

Estudos realizados no litoral setentrional do RN classificaram os estuário

Cavalos e Conchas como estuários hipersalinos e com fraca estratificação vertical,

respectivamente com temperatura média de 29,56 °C e 28,33 °C e concentrações de

salinidade variando de 40,44 a 44,12 psu e 44,6 a 41,0 psu, Silva (2004). O aumento da

salinidade para o interior dos estuários reflete a sequela da atividade salineira que é

acentuada na região. A influência das águas da descarga fluvial no Cavalos é

desprezível, estando a sua circulação e processos de mistura forçados principalmente

pela co-oscilação da maré e pelo efeito baroclínico da força de gradiente de pressão.

No estuário Açu, as características gerais da sua estrutura halina o classificaram

como estuário hipersalino e verticalmente bem misturado, tipo C de acordo com o

critério da estratificação vertical da salinidade de Pritchard, (1955) e Cameron &

Pritchard, (1963). No Açu, a temperatura média foi de 28,26 °C, com concentrações de

salinidade variando de 40,65 a 50,79 psu, Silva (2004).

Estuários do tipo bem misturado no geral são canais rasos e estreitos formados

por descarga fluvial pequena, e quando em regiões de meso a macromaré o

cisalhamento das correntes no fundo produzirá uma turbulência na qual o intenso fluxo

no interior será suficiente para a completa erosão da haloclina. Apresentam pequena

estratificação vertical de salinidade, onde o processo de mistura ocorre principalmente

na direção longitudinal.

Morfologia do fundo

As formas submersas existentes são resultados da interação entre o fluído ou

vento e o substrato sedimentar, estando o desenvolvimento destas formas relacionado a

três parâmetros principais: granulometria do material sedimentar, profundidade e

velocidade do fluxo. Entre estes parâmetros existe a relação entre a erosão e deposição

ao longo do substrato do leito, Della Fávera (2001).

Nos estuários Açu, Cavalos e Conchas, foram identificadas feições de fundo do

tipo Leito plano e Dunas 2-D e 3-D (pequeno a médio porte), geradas em regime de

fluxo inferior (número de Froude <1). Estruturas do tipo marcas onduladas (ripples)

foram observadas somente na foz do estuário Açu.

No período chuvoso, a morfologia do tipo duna foi observada ao longo de todo o

perfil, não somente limitada ao canal principal, como registrado no período seco. Tal

forma de leito também apresentou maior desenvolvimento quanto ao comprimento e

altura para os três estuários, além do padrão de sobreposição no Cavalos e Conchas. O

comprimento entre as cristas das dunas 2-D e 3-D, entre novembro e maio, no Açu

aumentaram na direção à foz, enquanto para o Conchas o comprimento entre as cristas



tenderam a diminuir na direção da foz. No Cavalos, o comprimento entre as cristas das

dunas no geral manteve-se constante ao longo do canal, divergindo da primeira

campanha, realizada no período seco, onde o comprimento entre as cristas das dunas

diminuiu em direção da foz.

No período seco, as dunas 2-D e 3-D foram classificadas como pequenas em

relação a altura nos três estuários. Enquanto no período chuvoso, as dunas 2-D e 3-D

para os estuários Açu e Cavalos foram classificadas de acordo com comprimento e

altura como pequenas a médias. Quanto ao comprimento, no período seco as dunas 2-D

e 3-D do estuário Açu foram classificadas como pequenas enquanto nos estuários

Cavalos e Conchas, tais unidades foram classificadas como pequena a média. No

período chuvoso, tais formas no estuário Conchas foram classificadas como pequenas

em relação à altura e pequenas a médias em relação ao comprimento.

No período chuvoso, as cristas das dunas no Açu seguiram de acordo com a

maré de vazante ao longo de todo o canal, enquanto nas áreas próximas a foz foram

orientadas segundo a maré de enchente. Entretanto cristas no sentido da maré de

enchente também foram observadas no interior do canal. No estuário Cavalos, as cristas

seguiram a direção da maré de vazante do centro a foz do canal, e do centro do canal em

direção a montante; na maioria das vezes as cristas seguiram a direção da maré de

enchente, mas também foram observadas cristas na direção de vazante. No Conchas, a

direção das cristas, no geral esteve mergulhando na direção da maré de vazante, porém

próximo à foz foram observadas cristas com direção da maré de enchente.

No período seco, o sentido do mergulho das cristas no Açu seguiu a direção da

maré de vazante ao longo do canal, somente assumindo o mergulho da maré de

enchente na região da foz. O contrário ocorreu no Conchas, onde ao longo do canal só

foram observadas estruturas mergulhando no sentido da maré enchente. Para o Cavalos,

o sentido predominante foi da maré de enchente, embora tenham sido observadas cristas

no sentido da maré de vazante no interior do perfil.

Em todos os estuários as dunas se desenvolveram com maior frequência no

período chuvoso em comparação ao período seco. As dunas 3-D representam os

principais tipos de duna subaquosas no Açu, em profundidades variando de 1,75m a

5,40m. No Cavalos, as formas 2-D prevaleceram em relação às 3-D ao longo do perfil,

encontradas em profundidades que variaram de 2,0m a 6,71m. No Conchas, as dunas 2-

D e 3-D foram observadas desde a montante até a foz do canal principal do estuário,

porém dunas 3-D foram as mais representativas no perfil. A profundidade onde tais

unidades foram observadas variou entre 1,4 e 6,14m.

A morfologia do tipo leito plano foi observada predominantemente nas margens

dos canais. A variação leito plano liso a leito plano rugoso, no Açu e Cavalos, ou pouco

rugoso no caso do Conchas, foram encontradas apenas em áreas a montante ou nas

margens próximas ao mangue.

No estuário Açu e Conchas barras longitudinais foram observadas,

respectivamente, próximas ao município de Macau, e bancos arenosos, próximos à foz.

Estas barras foram interpretadas como corpos gerados a partir da deposição e acúmulo

de sedimentos fluviais no estuário Açu, e como corpos gerados por sedimentos dos

depósitos eólicos e praiais na foz do estuário Conchas, que foram transportados para o

leito do estuário.

Para os três estuários, as principais características observadas na morfologia

Leito Plano são as variações laterais de leito plano liso a duna ao longo do canal

principal, geradas pelo aumento da velocidade do fluxo das margens em direção ao



canal principal. Este aumento pode ser explicado pelo maior atrito do fluxo nas margens

e pela existência de barreiras no fundo do canal, que ocasionam uma diminuição da

velocidade.

Energia do fluxo

A partir dos dados hidrodinâmicos longitudinais dos estuários foi possível

caracterizar o comportamento dos principais fluxos atuantes.

A vazão dos estuários durante a maré de enchente, tanto no período seco quanto

no chuvoso, foi caracterizada pelos valores negativos de descarga, que decresceram

gradativamente no sentido do mar para o rio (mar → rio). Somente em novembro foram

registrados dados com valores de descarga positiva, na foz dos três estuários.

Durante a maré de vazante, no período seco, foi observado que os valores de

vazão do fluxo fluvial entre os estuários decrescem no sentido do rio para o mar (rio →

mar), onde na foz a ação marinha tende a prevalecer, principalmente para o Cavalos e o

Conchas, pois somente o estuário Açu apresentou valores positivos de descarga. No

período chuvoso, os perfis apresentaram uma ciclicidade, onde o fluxo de descarga

positiva decresceu da montante do trajeto no sentido ao centro do canal, posteriormente

o fluxo aumentou e decresceu novamente no sentido a foz. No estuário Conchas, do

centro do canal a foz, os valores de descarga aumentaram.

O perfil da velocidade do fluxo na maré de enchente observado no período seco

divergiu do período chuvoso. Em novembro (período seco), o perfil não apresentou uma

distribuição organizada, mas sim uma ciclicidade, onde as intensidades aumentaram e

diminuíram ao longo do trajeto. Em maio (período chuvoso), a intensidade da

velocidade do fluxo aumentou da foz para a montante. Os maiores valores se

concentraram no centro do canal no estuário Cavalos, enquanto nos estuários Açu e

Conchas, mais próximo a montante.

O perfil da velocidade na vazante observado durante o período seco nos

estuários Cavalos e Conchas mostrou um padrão de variação gradual decrescente da

montante até a foz, diferente do estuário Açu onde foi observada uma tendência a

concentrar as maiores velocidades no centro do canal. No período chuvoso, o estuário

Conchas mostrou um padrão de variação gradual decrescente da montante até a foz e os

estuários Açu e Cavalos concentraram as velocidades mais intensas no centro do canal.

A diferença entre os valores máximos e mínimos das velocidades registradas no

período seco mostraram a variação de energia no sistema, onde déficits de 1,0 m.s-¹ são

observados na maré de enchente no estuário Conchas e na maré de vazante no estuário

Açu e Cavalos (1,211 m.s-¹). Já no período chuvoso, a diferença entre os valores

máximos e mínimos das velocidades mostram um equilíbrio na variação de energia no

sistema. Neste período climático, o maior limite foi de 0,640 m.s-¹.

Durante a maré de enchente, no período seco as direções para os estuários Açu,

Cavalos e Conchas foram respectivamente SE, NW e SW. Já no período chuvoso, as

direções para os estuários Açu, Cavalos e Conchas foram respectivamente SE, NW e

WSW. E durante a maré de vazante do período seco, as direções para o estuário Açu foi

NW e para os estuários Cavalos e Conchas foram ESE. No período chuvoso, as direções

para os estuários Açu, Cavalos e Conchas foram respectivamente NW, SE e ENE.

Tanto nos perfis longitudinais quanto nos transversais, os maiores valores de

vazão e velocidade s do fluxo foram registrados no estuário Açu.

No período chuvoso os maiores valores de descarga e velocidades do fluxo

foram registrados na foz, entretanto, aa montante as taxas de energia não diferenciaram

muito dos dados obtidos no período seco. Contudo, em todos os estuários foram



registrados um aumento na velocidade e na vazão, com ressalva na vazão no estuário

Açu e na vazão na foz do estuário Conchas.

Os baixos valores do estuário Conchas foram relacionados ao estreitamento do

canal principal na baixa-mar, que reduz a largura e a profundidade em 50%. Entretanto,

nos três estuários, somente embarcações de pequeno porte como voadeiras transitam na

baixa-mar.

Análise Sedimentológica

Nos mapas de distribuição dos sedimentos pela média para o período seco

(novembro 2010) e período chuvoso (maio 2011) foi observado que o tamanho dos

grãos tende a aumentar na direção da foz dos estuários e, entre este intervalo sazonal. O

estuário Açu apresentou no período seco sedimentos predominantemente na fração areia

fina, e pontualmente areia média e areia muito fina. Enquanto no período chuvoso a

fração predominante foi a areia média, com presença pontual da fração areia fina. No

período seco o estuário Cavalos apresentou na montante sedimentos na fração areia

média, posteriormente variando para areia fina ao longo do canal, e apresentando

sedimentos na fração areia muito grossa na foz. Posteriormente, no período chuvoso o

Cavalos apresentou sedimentos na fração areia fina a montante e areia média em direção

a foz. O estuário Conchas, por sua vez apresentou sedimentos na fração areia fina na

montante e areia média na porção intermediária tanto no período seco quanto no

chuvoso. Entretanto apresentou variação na foz de areia grossa no período seco para

areia muito grossa no período chuvoso. Estes últimos relacionados ao aporte de

sedimentos dos depósitos eólicos e praiais.

Com a finalidade de se estabelecer uma relação entre os fatores que modelam o

substrato dos estuários em estudo foi gerado um gráfico (Figura 5.2), a partir da

combinação dos dados hidrodinâmicos (velocidade), sonográficos (formas de leito) e

sedimentológicos (granulometria).

Figura 5.2 – Gráfico da relação das formas de leito entre a velocidade média do fluxo versus a

granulometria média do sedimento. AMF =Areia Muito Fina, AF=Areia Fina, AM=Areia

Média, AG=Areia Grossa e AMG=Areia Muito Grossa.

AMF AF AM AG AMG



Duas situações se destacam no gráfico da Fig. 5.2, a primeira esta relacionada à

concentração dos sedimentos nas frações areia fina e areia média, e a segunda as áreas

de agrupamento do tipo de fundo Leito Plano.

O fato dos valores não estarem bem distribuídos no gráfico poderia estar

associado à necessidade de um maior número de amostras para uma análise do

comportamento de diferentes frações granulométrica em função da velocidade ou

porque o fator principal determinante para as formas de leito geradas nos estuários seja

a velocidade do fluxo.

Quanto aos sedimentos, os grãos mais finos da fração lama são mais resistentes

ao transporte que os grãos arenosos, porém grãos como areia grossa necessitariam de

uma alta energia para ser mobilizado. Desta forma, a concentração do material na fração

areia fina e média predominante no leito dos estuários analisados estaria relacionada às

condições hidrodinâmicas ou por ser o material mais frequente no ambiente de transição

entre o continente e mar. Observações em imagens de satélite para a região indicam que

o material mais fino (lama), muito provavelmente é carreado em suspensão para o mar.

Quanto à velocidade do fluxo, a intensidade da maré vazante é capaz de

construir e preservar estruturas como dunas ao longo do canal dos estuários, bem

identificadas graças à direção das cristas.

Durante o período chuvoso, os resultados destacaram o aumento quanto ao

tamanho dos sedimentos, ao comprimento e altura das formas de leito e nas vazões e

velocidade do fluxo, todos correlacionados a maré de vazante. Já no período seco, os

resultados destacaram a maré de enchente, principalmente quanto à vazão e a

velocidade do fluxo.

Neste trabalho foi possível observar e descrever que tanto no período seco

quanto no período chuvoso, a maré de enchente e vazante atuam, e de acordo com a

estação do ano uma maré se sobressai perante a outra, entretanto sem anular totalmente

o seu registro. Só com base nos dados adquiridos e analisados, os estuários Açu,

Cavalos e Conchas seriam classificados como dominados por marés.

Contudo, pontais arenosos na foz dos estuários, que seguem paralelos a linha de

costa, são estruturas produzidas onde ocorrem ondas de alta energia e por isso a

existência destas unidades estaria relacionada aos ambientes dominados por ondas

(Figura 5.3).

Figura 5.3 – Foto aérea da foz dos estuários Açu, Cavalos e Conchas, evidenciando os pontais

arenosos. Foto: Helenice Vital.

Açu Cavalos

Conchas



Considerando todo o contexto estudado, os estuários Açu, Cavalos e Conchas

são classificados como dominados por processos misto de ondas e marés.

5.2 – Recomendações

Este trabalho contemplou um conhecimento geral sobre a morfologia,

sedimentologia e hidrodinâmica de três estuários que compõe a descarga da maior bacia

hidrográfica do Estado do Rio Grande do Norte. De forma para complementar o estudo

e o domínio da área, recomenda-se:

- Aplicação de dados hidrodinâmicos e sonográficos também no período de

quadratura;

- Criação de rotinas e modelos evolutivos para os estuários.

- Aplicação de sísmica rasa ao longo dos estuários e na área da plataforma em

frente à foz, de modo a conhecer e relacionar a sequencia deposicional estratigráfica dos

estuários e sua contribuição na plataforma.

- Aquisição de testemunhos numa área próxima a foz dos estuários a fim de se

conhecer os estratos e para calibração dos dados de sísmica.



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ANEXO – Trabalho submetido à Revista Brasileira de Geofísica



Análise Hidrodinâmica e Morfodinâmica do Complexo Estuarino do rio Piranhas-

Açu/RN, Nordeste do Brasil.

Camila H.C. Soares¹, Helenice Vital¹,² Moab P. Gomes¹.

RESUMO. Os estuários são áreas transicionais importantes tanto do ponto de vista

científico estuários Açu, Cavalos e Conchas. O proposto neste estudo foi a análise e

comparação do comportamento de três estuários que compõe a descarga da maior

bacia hidrográfica do estado, o rio Piranhas-Açu. Os dados hidrodinâmicos,

sonográficos e sedimentológicos foram adquiridos em duas campanhas, período

seco 2010 e período chuvoso 2011, em condição de maré de Sizígia, utilizando o

perfilador de correntes por efeito Doppler- ADCP, o sonar de varredura lateral e o

amostrador pontual de sedimentos tipo Van Veen. Nos estuários Açu, Cavalos e

Conchas, foram identificadas feições de fundo do tipo Leito Plano e Dunas 2-D e 3-

D (pequeno a médio porte) geradas em regime de fluxo inferior. No período

chuvoso foi registrado aumento da vazão e velocidade do fluxo em relação ao

período seco, sendo os maiores valores referente ao estuário Açu. Os estuários

foram classificados como dominados por processos misto quanto ambiental e

econômico. Em uma região semiárida, sob constante ação dos processos costeiros e

com alto risco ao derramamento de óleo estão localizados os de ondas e marés e

quanto a morfologia, como estuário construído por barra.

Palavras chaves: estuários, classificação, ADCP, sonografia, sedimentologia.



Hydrodynamics and Morphdynamics analysis of estuarine complex Piranhas-

Açu/RN River, Northeast of Brazil.

ABSTRACT. Estuaries are transitional areas important from scientific

environmental and economic perspective. In a semiarid region, under constant

activity of coastal processes and high risk of oil spill are located estuaries Acu

Cavalos and Conchas. The proposed in this study was to analyze and compare the

behavior of three estuaries that compose the discharge of the largest river basin in

state, the Piranhas-Açu. The hydrodynamic, sonographic and sedimentological data

were acquired in two campaigns, dry season 2010 and 2011 rainy season in spring

tide condition, using Doppler current profiler- ADCP, the side-scan sonar and

sediment point sampler Van Veen. In the estuaries Açu, Cavalos and Conchas were

identified bedforms features as flat bed and Dunes 2-D and 3-D (small to medium

size), generated at lower flow regime. In the rainy season it increased the discharge

and flow velocity in relation to the dry period, and the highest value being related to

the estuary Acu. The estuaries were classified as mixed processes dominated by

waves and tides and according to their morphology, as estuaries constructed by bar.

Keywords: estuaries, classification, ADCP, sonography, sedimentology.

¹ Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofisica – PPGG. Universidade Federal do

Rio Grande do Norte – UFRN, PRH-ANP 22, Laboratório de Geologia e Geofísica

Marinha e Monitoramento Ambiental – GGEMMA. E-mails:

[email protected]; [email protected].

² Departamento de Geologia, Pesquisador CNPq. E-mail: [email protected]

mailto:[email protected]



INTRODUÇÃO

O Brasil possui uma linha de costa de aproximadamente 9.000 km de extensão,

conforme o DHN (2008), e inseridos neste ambiente estão os estuários, área de transição

entre o continente e o oceano, importantes tanto do ponto de vista científico quanto

ambiental e econômico.

Segundo a definição clássica de Pritchard (1955) e Cameron & Pritchard (1963),

estuários são corpos de água costeiros, semifechados que têm uma ligação livre com o

oceano e nos quais a água do mar se dilui, de forma mensurável, com água doce

proveniente da drenagem terrestre. O reconhecimento dos processos como uma base

para a classificiação estuarina foi discriminada muito posteriormente por Dalrymple et

al (1992): estuários dominados por ondas e dominados por maré e por Cooper (1993):

estuários dominados por rios. Já de acordo com Boyd et al (2006) estuários recebem

sedimentos tanto de fontes marinhas quanto fluviais, comumente ocupam a porção em

direção ao mar de um vale afogado, contém fácies influenciadas por processos fluviais,

ondas e marés, e são considerados extender-se desde o limite continental das fácies de

maré até o limite marinho das fácies costeiras na sua foz.

A avaliação da morfo e hidrodinâmica costeira em áreas estuarinas é essencial às

atividades desenvolvidas neste ambiente e ao monitoramento ambiental. Nesta região

tem-se a mistura das águas fluviais com as águas oceânicas e com elas a mistura

também de seus nutrientes dissolvidos e sedimentos em suspensão, gerando ambientes

biológicos e geológicos ricos no tocante a vegetação e a fauna, e aos processos

hidrodinâmicos e sedimentares existentes, Miranda (2002). Apesar de diversos estudos

desenvolvidos nesta região (e.g. Silva, 1991; Silva, 2004; Rocha et al., 2009; Rocha &

Vital, 2009; Silva et al., 2010) nenhum deles abordou conjuntamente os aspectos



morfo- e hidrodinamicos nos três estuários, ou levou em consideração diferentes

períodos sazonais. Adicionalmente estudos deste tipo são escasso em regiões semi-

áridas, principalmente no NE do Brasil. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é uma

análise comparativa hidrodinâmica, morfodinâmica e sedimentológica, em diferentes

períodos (período de seca e de chuva) em um mesmo tipo de maré (sizígia), da foz do

rio Piranhas-Açu, onde este divide-se em três estuários: Açu, Cavalos e Conchas,.

A escolha do estudo foi definida com base na atuação dos processos costeiros

versus interferência das atividades econômicas, e pela carência de dados sobre tais

estuários. Nesta região a indústria petrolífera é a principal atividade sócio-econômica,

estando presente tanto na prospecção como na exploração, com instalações em terra e

no mar, desta forma passíveis de derrames acidentais. Outras atividades, no entorno dos

estuários, tais como produção de sal marinho, carcinicultura, pesca, agricultura e

turismo também são observadas. Adicionalmente esta área encontra-se sob ação

constante de processos costeiros de alta energia. Conhecer os processos estuarinos e

costeiros dominantes na região irá subsidiar ao manejo da ocupação nas áreas em que a

empresa petrolífera atua de forma sustentável, bem como contribuir para o

gerenciamento costeiro da região.

Aspectos Geoambientais da Área de estudo

A área de estudo está situada na desembocadura da bacia hidrográfica do rio

Piranhas-Açu, litoral setentrional do estado do Rio Grande do Norte; corresponde à

maior e mais importante bacia hidrográfica do Estado por apresentar a mais intensa

descarga fluvial (Fig. 1). O delta do Piranhas-Açu, com uma superfície aproximada de

500 km2, está sendo depositado em estuários (Açu, Conchas e Cavalos) muito rasos



(profundidades menores que 5 m) formados pela migração lateral de barreiras costeiras -

pontais arenosos (barrier spit) originadas pela deriva litorânea no sentido oeste, Silva

(1991).

Figura 1 – Localização da área de estudo. com o caminhamento de aquisição dos dados nos

estuários Açu, Cavalos e Conchas do Rio Piranhas-Açu/RN, Nordeste do Brasil. Imagens:

Google Earth (2010). As linhas tracejadas vermelha representam os perfis longitudinais. O local

dos perfis transversais (montante e foz) esta simbolizado pelas linhas pontilhadas amarelas.

O clima da área é descrito como muito quente, semi-árido, com baixas taxas de

pluviosidade e altas taxas de evaporação. A temperatura média anual é de 26,8°C, com

máxima de 31°C e mínima de 21°C. A umidade média relativa anual é de 66%

EMPARN (2010). De acordo com os registros da Estação Meteorológica de Macau, as

médias anuais de insolação são de 2600 horas/ano e 7,22 horas/diárias especialmente

entre agosto e janeiro, INMET (2010). Em relação à precipitação, tem-se média de 44,5

mm, máxima de 144,5mm em abril e mínima de 1,1 mm em outubro, segundo a normal

climatológica para Macau-RN. Ainda de acordo com o INMET (2010), em abril de



2010, a taxa de precipitação atingiu 180 mm e em maio de 2011, atingiu

aproximadamente 190 mm.

Segundo Silva (2004), as condições hipersalinas em estuários são geradas em

decorrência das taxas de evapotranspiração serem potencialmente maiores do que a

precipitação, e as taxas de escoamento superficial serem praticamente desprezíveis.

A Bacia hidrográfica Piranhas-Açu cobre uma área aproximada de 32,8% da

superfície estadual, onde o abastecimento humano é o seu principal papel visto que o

RN possui mais de 85% do seu território inserido na região semiárida e 1.101 açudes

estão conectados a este rio ANA (2011). Classificado como um rio perene, os seus

principais canais fluviais têm formato raso e estreito, e possuem reduzida vazão devido

a barragens em seu curso. Miranda (1983), Silva & Amaro (2008) observaram que as

drenagens seguem a orientação NE e NW, associadas ao controle estrutural da área.

Os ventos desta região apresentam direção proveniente de E-NE, com

velocidade máxima de 9 m.s-¹ entre agosto e outubro, e mínima de 4 m.s-¹ em abril,

Chaves (2005).

As correntes são as principais responsáveis pelo transporte de sedimento devido

à direção oblíqua dos ventos mais fortes ao longo da costa do RN. Atuantes na região

tem-se a Corrente Norte Brasileira (North Brazil Current) que flui aproximadamente

paralela a quebra da plataforma, alcançando velocidades da ordem de 30-40 cm.s-¹,

sobreposta por componentes de ondas e marés, Knoppers et. al. (1999), e as correntes de

deriva litorânea, com direção W-NW (oblíqua a costa) com máxima de 97 cm.s-¹ na

maré de enchente, e com direção N (perpendicular a oblíqua a costa) com máxima de 50

cm.s-¹ na maré de vazante, Vital (2009).



Na área, a energia das ondas é moderada à alta com direção de incidência E, NE e SE,

atingindo alturas de 10 a 80 cm e período entre 4 e 8 segundos. Para todo o ano a

arrebentação é do tipo mergulhante, Chaves et. al. (2006).

Apresenta um regime de meso-maré semidiurna, com altura máxima na sizígia

de 2,7m e na quadratura de 2,0m, Vital (2005). Na foz do Rio Açu foi registrada uma

máxima de 3,3 m durante maré de sizígia e mínima de 1,2 m durante maré de

quadratura, Rocha et. al. (2009).

Geologicamente está inserida na Bacia Potiguar (Cretáceo ao Quaternário). ,

entre as rochas sedimentares do Cenozóico, como a Formação Tibau, Barreiras e

Potengi, sobrepostas aos depósitos quaternários Flúvio-Marinhos (Planície de Maré),

Aluvionares, Eólicos vegetados/de praia, Spits e Ilhas Barreiras.

A estratigrafia holocênica para a foz do Piranhas-Açu mostra uma seqüência

transgressiva de sedimentação lagunar restrita, lagunar e face litorânea (shoreface)

seguida por uma seqüência regressiva de sedimentos lagunares, planície de maré e

fluvial protegidos por ilhas barreiras e pontais arenosos costeiros, Silva (1991),

A evolução tectônica cenozoica na área é assinalada pela reativação do par de sistemas

conjugados de falhas Afonso Bezerra (NW) e Carnaubais (NE), que segundo Fonseca

(1996), responsável pela compartimentação do litoral entre Ponta do Mel a Ponta dos

Três Irmãos-RN, teria reativado parte da estruturação pré-existente, modelando a

superfície atual e sedimentação costeira.

METODOLOGIA

Os dados foram adquiridos em duas campanhas durante um ciclo completo de

maré semidiurna (~13 horas) em condições de maré de sizígia, utilizando como meio



flutuante, uma embarcação pesqueira de pequeno porte. As campanhas foram realizadas

no período seco (21 a 23/11/2010) e no período chuvoso (17 a 19/05/2011).

Para cada estuário foram realizados três perfis, um perfil longitudinal ao estuário

(acompanhando o canal principal) e dois perfis transversais (no interior do estuário e

outro na foz) (Fig. 1).

Utilizou-se simultaneamente um perfilador de corrente por efeito Doppler

(Acoustic Doppler Current Profiler) modelo Rio Grande com quatro transdutores e

frequência de 600 kHz, da RD Instruments e um sonar de varredura lateral (Side Scan

Sonar) marca Edgetech modelo 4100 e towfish 272-TD, na frequência de 500 kHz. O

perfilador de corrente foi fixado na lateral da embarcação, com os transdutores imersos

0,50 m da lâmina d’água, e o sonar de varredura rebocado aproximado 1,0 m da polpa

da embarcação. O sonar foi acoplado a um DGPS modelo Furuno (GP-31). Os

sedimentos foram coletados com draga pontual do tipo Van Veen a cada mudança do

registro do sonar. As datas e os horários para coleta em campo foram baseados nos

dados de maré disponíveis no sitio da DHN para o Porto de Macau-RN (Fig. 2).

Figura 2 – Tábua de maré prevista para o Porto de Macau-RN (DHN, 2010, 2011). A) Curva

prevista entre 21 e 23 de novembro de 2010. B) Curva prevista entre 17 e 19 de maio de 2011,

para os dias trabalhados nos estuários Açu (21/11/10 e 17/05/11), Cavalos (22/11/10 e

18/05/11), e Conchas (23/11/10 e 19/05/11). Os círculos vermelhos simbolizam os perfis

longitudinais na maré de vazante e os círculos azuis na maré de enchente.



RESULTADOS

Hidrodinâmica – Perfis Longitudinais

Quanto a vazão (descarga líquida)

A vazão de um rio é o volume de água que passa através de uma determinada

seção em uma determinada unidade de tempo, geralmente um segundo Santos et al

(2001). No caso dos estuários em estudo, a vazão é influenciada principalmente pela

estação climática e pela profundidade dos ambientes. A partir dos dados hidrodinâmicos

longitudinais dos estuários foi possível caracterizar o comportamento dos principais

fluxos atuantes (Tabela 01).

Tabela 01 - Valores de velocidade e vazão (máximos, mínimos e médios) dos 65 perfis

longitudinais adquiridos em novembro de 2010 (período seco) e 79 perfis em maio de

2011 (período chuvoso).

No perfil longitudinal durante o período seco, na maré de enchente os valores

negativos de descarga tendem a decrescer gradativamente no sentido a montante, onde

passam a ter valores de descarga positiva, representada por círculos de cor vermelha na

fig. 3A, assumindo-se que a vazão do fluxo fluvial retorna a ter maior expressividade do



que a ação da maré. No estuário Açu, Cavalos e Conchas a vazão variou de -281,069 a

101,643 m³.s-¹, -200,577 a 49,087 m³.s-¹, e -170,422 a 28,419 m³.s-¹, respectivamente.

No perfil longitudinal durante o período seco, na maré de vazante, a vazão

decresce no sentido a jusante dos estuários. Somente o estuário Açu apresenta valores

positivos mais próximos na foz. Os círculos azuis escuros na fig. 3B indicam a presença

do fluxo de enchente para os estuários Açu e Cavalos. Tal fluxo possui maior influência

no estuário Conchas, prevalecendo a vazão de enchente da jusante até o centro do perfil.

No estuário Açu, Cavalos e Conchas a vazão variou de 234,758 a -3,614 m³.s-¹, 110,270

a -10,549 m³.s-¹, e 244,318 a -74,600 m³.s-¹, respectivamente.

Os estuários Cavalos e Conchas por serem canais curvilíneos mais rasos e

estreitos são menos competentes e estão mais susceptíveis as marés de enchente, que

oscilam aproximados 2,0 m onde a profundidade máxima nestes estuários é de 8 m. No

estuário Açu foi registrado os maiores valores de descarga. É o mais competente dos

três estuários pois esta conectado diretamente ao rio Piranhas-Açu, bem como o de

maior profundidade e o que apresenta forma mais retilínea.

Os perfis longitudinais de vazão dos estuários no período chuvoso apresentam

um padrão semelhante ao observado no período seco, porém com maiores valores de

descarga líquida e a predominância de uma corrente para cada maré ao longo de todo o

canal.

Na maré de enchente os valores negativos de descarga novamente tendem a

decrescer gradativamente no sentido estuário acima, com a entrada do fluxo até a

montante do trajeto. Neste período não foram registrados valores de descarga positiva

(Fig. 4A). No Estuário Açu, Cavalos e Conchas a vazão variou de -917,477 a -0,325

m³.s-¹, -358,113 a -7,323 m³.s-¹, e -322,629 a -1,104 m³.s-¹ respectivamente.



Em relação a maré de vazante, o fluxo de descarga positiva decresceu da

montante do trajeto sentido a foz do canal, sendo registrado no centro do perfil um

aumento no fluxo relacionado a saída de fluido das salinas e gamboa. No estuário

Conchas do centro do canal a foz o fluxo de descarga aumentou (Fig. 4B). Neste

período, somente o estuário Açu apresentou valores negativos bem próximos a foz. No

estuário Açu, Cavalos e Conchas a vazão variou de 345,875 a -18,789 m³.s-¹, 550,419 a

18,199 m³.s-¹, e 166,388 a 25,628 m³.s-¹ respectivamente.

Figura 3 - Mapas dos valores da vazão do fluxo principal nos canais dos estuários Açu,


A

B



Figura 4 - Mapas dos valores da vazão do fluxo principal nos canais dos estuários Açu,


Quanto a velocidade

No perfil longitudinal da velocidade durante o período seco na maré de enchente

o fluxo não apresenta uma variação gradativa como ocorre na vazão. As intensidades

aumentam e diminuem ao longo do trajeto, com as maiores intensidades concentradas

da foz ao centro do canal (Fig. 5A). No estuário Açu, Cavalos e Conchas os valores de

velocidade oscilam de 0,950 a 0,206 m.s-¹, 1,033 a 0,443 m.s-¹, e 1,142 a 0,141 m.s-¹,

respectivamente.

A B



O perfil longitudinal da velocidade na vazante para os estuários Cavalos e

Conchas mostrou uma padrão de variação gradual decrescente da montante até a foz,

diferente do estuário Açu onde foi observada uma tendência a concentrar as maiores

velocidades no centro do canal (Fig. 5B). No estuário Açu, Cavalos e Conchas os

valores de velocidade oscilam de 1,419 a 0,399 m.s-¹, 1,406 a 0,195 m.s-¹, e 0,923 a

0,414 m.s-¹ respectivamente.

Os perfis do fluxo da velocidade no período chuvoso, em ambas as marés,

mostraram que os valores decrescem sentido estuário abaixo. Este resultado era

esperado para o período chuvoso, quando os rios possuem maior potencial hidráulico.

Em relação à energia dos fluxos, os valores de velocidade foram ligeiramente inferiores

ao registrado no período seco.

Durante a maré de enchente, a intensidade da velocidade do fluxo aumentou da

foz no sentido a montante do perfil (Fig. 6A). Os maiores valores se concentraram no

centro do canal no estuário Cavalos e para os estuários Açu e Conchas, mais próximo da

montante. No estuário Açu, Cavalos e Conchas os valores de velocidade oscilaram de

0,867 a 0,227 m.s-¹, 0,758 a 0,350 m.s-¹, e 0,775 a 0,152 m.s-¹ respectivamente.

Embora os perfis da vazante e enchente apresentassem comportamento

semelhante, a localização e a concentração da intensidade dos fluxos foram diferentes.

O perfil da velocidade no período chuvoso na vazante do estuário Conchas mostrou um

padrão de variação gradual decrescente da montante a jusante. Diferente do estuário

Açu e Cavalos onde os maiores valores foram observados na porção intermediária do

perfil longitudinal do canal (Fig. 6B). No estuário Açu, Cavalos e Conchas os valores de

velocidade oscilaram de 1,317 a 0,888 m.s-¹, 1,021 a 0,483 m.s-¹, e 0,998 a 0,484 m.s-¹

respectivamente.



A diferença entre os valores máximos e mínimos das velocidades demostram a

variação de energia no sistema. No período seco, vazante e enchente, intervalos de 1,0

m.s-¹ são observados na maré de enchente no estuário Conchas e na maré de vazante no

estuário Açu e Cavalos (1,211 m.s-¹). No período chuvoso, o limite maior foi de 0,640

m.s-¹ durante a maré de enchente nos estuários Açu e Conchas. A diferença entre os

valores máximos e mínimos das velocidades mostram um equilíbrio na variação de

energia no sistema durante o período chuvoso.

Nos perfis de velocidade, em ambos os períodos, na maré enchente as

velocidades oscilam mais que na maré de vazante ao longo do perfil, pois há uma soma

de vetores com direções opostas provocando turbidez nos fluxos, enquanto na maré

vazante ocorre soma de vetores no mesmo sentido.

A velocidade do fluxo esta diretamente relacionada com a vazão e a

profundidade no ambiente. Comparando com os perfis da vazão visualizou-se a

linearidade velocidade-vazão, onde os dados da velocidade esboçam a forte correlação

dos fluxos fluviais e de maré. E correlacionando os dados da velocidade com a

profundidade, no geral quando ocorreu o aumento na velocidade houve também o

aumento na profundidade. Na fig. 7, os gráficos de velocidade versus profundidade na

maré de vazante em maio 2011, mostraram que as maiores velocidades e profundidades

do açu estiveram localizadas no centro do canal, no cavalos estiveram localizadas no

centro do perfil e próximo a foz, e no Conchas estiveram do centro do perfil a montante.



Figura 5 - Mapas dos valores da velocidade do fluxo principal nos canais dos estuários

Açu, Cavalos e Conchas, em novembro de 2010. A) Maré de enchente. B) Maré de

vazante.

A B



Figura 6 - Mapas dos valores da velocidade do fluxo principal nos canais dos estuários

Açu, Cavalos e Conchas, em maio de 2011. A) Maré de enchente. B) Maré de vazante

Figura 7 – Relação profundidade versus velocidade no período chuvoso para os

estuários. A) Açu, B) Cavalos e C) Conchas.

A

B

B A C



Hidrodinâmica Perfis transversais

Assim como nos dados longitudinais, os maiores valores de vazão e velocidade

registrados do fluxo foram no estuário Açu, nos dados transversais este comportamento

se repete.

No período chuvoso, os maiores valores de descarga e velocidades registrados

foram na foz dos estuários. Em quase todos foram observados um aumento em relação

ao período seco, com ressalva da média da vazão na foz para os estuários Açu e

Conchas. A montante, o aumento nas taxas de energia durante o período chuvoso

ocorreu de maneira mais discreta, comparando este período com o seco (Tabela 02).

No período seco observou-se que os máximos valores de descarga na montante

para os estuários Cavalos e Conchas foram oriundos da maré de enchente, reafirmando a

força e influência dessa maré, o qual comportamento já fora observado nos perfis

longitudinais (Tabela 1). Durante o período chuvoso, com a exceção da vazão na foz do

estuário Açu, todos os máximos valores de vazão estiveram relacionados a maré de

vazante, corroborando para a concepção que neste período sazonal a principal energia

atuante nos estuários é proveniente da maré de vazante.



Tabela 02 – Valores de velocidade e vazão (máximos, mínimos e médios) dos 166

perfis transversais adquiridos em novembro de 2010 (período seco) e 134 perfis em

maio de 2011 (período chuvoso).

Quanto a direção

Durante a maré de vazante do período seco as direções nos estuários foram: NW

para o Açu e para os estuários Cavalos e Conchas foram ESE. Na maré de enchente, no

período seco as direções para os estuários Açu, Cavalos e Conchas foram

respectivamente SE, NW e SW (Fig. 8A). Já no período chuvoso, as direções para os

estuários Açu, Cavalos e Conchas durante a maré de enchente foram respectivamente

SE, NW e WSW. E na maré de vazante, as direções para os estuários Açu, Cavalos e

Conchas foram respectivamente NW, SE e ENE (Fig. 8B).

Em ambas as marés, o sentido do fluxo é influenciado pelo controle estrutural

impresso nas drenagens da área.

Nov. 2010 Maio 2011



Figura 8- Gráfico de roseta para a direção do fluxo principal nos canais dos estuários

Açu, Cavalos e Conchas. A) Período Seco. B) Período Chuvoso.

Morfodinâmica

As formas de leito são estruturas repetitivas desenvolvidas pela interação de

fluxos e os sedimentos presentes no ambiente. Contudo, em regiões como estuários

onde a dualidade de fluxos atua, essas feições estão propícias a uma maior variabilidade

morfológica, Ashley (1990). Em decorrência da sazonalidade deste meio, tais estruturas

podem sofrer alterações e transformações periódicas de acordo com as mudanças no

sistema.

Os mapas de forma de leito foram gerados a partir da interpretação dos registros

de sonar considerando principalmente as variações na tonalidade, tamanho, forma,

textura e altura observadas. Neste trabalho as formas de fundo foram classificadas e

descritas de acordo com as definições de Ashley (1990), (Tabela 3).

B A



Tabela 3 - Esquema de classificação recomendada pela SEPM, para formas de leitos

para formas de leito e acamamentos de acordo com Ashley (1990).

Nos estuários Açu, Cavalos e Conchas, foram identificadas feições de fundo do

tipo Leito plano e Dunas 2-D e 3-D (pequeno a médio porte), geradas em regime de

fluxo inferior (número de Froude <1) (Tabela 4). Estruturas do tipo marcas onduladas

(ripples) foram observadas somente na foz do estuário Açu.

Tabela 4 – Principais características das formas de leito para os estuários Açu, Cavalos

e Conchas.

De forma a simplificar o mapa do período seco e chuvoso, somente as principais

unidades morfológicas foram discriminadas. A unidade Leito Plano inclui também



estruturas como leito plano liso, rugoso e bancos longitudinais. Já a unidade Dunas

Subaquosas inclui tanto dunas do tipo 2-D como 3-D (Fig. 9).

Dunas Nov. 2010 (Período Seco)

No período seco, o sentido do mergulho das cristas no Açu seguiu a direção da

maré de vazante ao longo do canal, somente assumindo o mergulho da maré de

enchente na região da foz. O contrário ocorreu no Conchas, onde ao longo do canal só

foram observadas estruturas mergulhando no sentido da maré enchente. Para o Cavalos,

o sentido predominante foi da maré de enchente, embora tenham sido observadas cristas

no sentido da maré de vazante no interior do perfil (Fig. 9).

A morfologia do tipo leito plano foi observada predominantemente nas margens

dos canais. A variação leito plano liso a leito plano rugoso, no Açu e Cavalos, ou pouco

rugoso no caso do Conchas, foram encontradas apenas em áreas a montante ou nas

margens próximas ao mangue.

No estuário Açu e Conchas barras longitudinais foram observadas,

respectivamente, próximas ao município de Macau, e bancos arenosos, próximos a foz.

Estas barras foram interpretadas como corpos gerados a partir da deposição e acúmulo

de sedimentos fluviais no estuário Açu, e como corpos gerados por sedimentos dos

depósitos eólicos e praiais na foz do estuário Conchas, que foram transportados para o

leito do estuário.

Para os três estuários, as principais características observadas na morfologia

Leito Plano são as variações laterais de leito plano liso a duna ao longo do canal

principal, geradas pelo aumento da velocidade do fluxo das margens em direção ao

canal principal. Este aumento pode ser explicado pelo maior atrito do fluxo nas margens



e pela existência de barreiras no fundo do canal, que ocasionam uma diminuição da

velocidade.

Dunas Maio 2011 (Período Chuvoso)

No período chuvoso, a morfologia do tipo duna foi observada ao longo de todo o

perfil, não somente limitada ao canal principal, como registrado no período seco. Tal

forma de leito também apresentou maior desenvolvimento quanto ao comprimento e

altura para os três estuários, além do padrão de sobreposição no Cavalos e Conchas.

No período chuvoso, as cristas das dunas no Açu seguiram de acordo com a

maré de vazante ao longo de todo o canal, e nas áreas próximas a foz segundo a maré de

enchente. Entretanto cristas no sentido da maré de enchente também foram observadas

no interior do canal. No Cavalos, as cristas seguiram a direção da maré de vazante do

centro a foz do canal, e do centro do canal em direção a montante; na maioria das vezes

as cristas seguiram a direção da maré de enchente, mas também foram observadas

cristas na direção de vazante. No Conchas, a direção das cristas, no geral estiveram

mergulhando na direção da maré de vazante, porém próximo a foz foram observadas

cristas com direção da maré de enchente (Fig. 9).

Sedimentos de fundo

Nos mapas de distribuição dos sedimentos pela média para o período seco

(novembro 2010) e período chuvoso (maio 2011) foi observado que o tamanho dos

grãos tende a aumentar na direção da foz dos estuários e, entre este intervalo sazonal

(Fig. 10).



O estuário Açu apresentou no período seco sedimentos predominantemente na

fração areia fina, e pontualmente areia média e areia muito fina. Enquanto no período

chuvoso a fração predominante foi a areia média, com presença pontual da fração areia

fina.

No período seco o estuário Cavalos apresentou na montante sedimentos na

fração areia média, posteriormente variando para areia fina ao longo do canal, e

apresentando sedimentos na fração areia muito grossa na foz. Posteriormente, no

período chuvoso o Cavalos apresentou sedimentos na fração areia fina a montante e

areia média em direção a foz.

O estuário Conchas, por sua vez apresentou sedimentos na fração areia fina na

montante e areia média na porção intermediária tanto no período seco quanto no

chuvoso. Entretanto apresentou variação na foz de areia grossa no período seco para

areia muito grossa no período chuvoso. Estes últimos relacionados ao aporte de

sedimentos dos depósitos eólicos e praiais.



Figura 9 – Formas de leito observadas nos estuários Açu, Cavalos e Conhas. A) Mapas das formas de leito identificadas em novembro 2010; B) Mapas das formas de leito identificadas em maio

de 2011, e C) exemplos de registros sonográficos mostrando variações dos campos de dunas ao longo dos estuários. Registro 1 e 2 dunas 3-D com cristas na direção da maré de enchente,

registros. 3 e 5 dunas 3-D e registro 4 dunas 2-D, com direção da maré de vazante.

3

2

1

2 1 4 5

4

5

3

B A



Figura 10 – Mapa de distribuição das amostras em relação ao diâmetro médio para os

estuários Açu, Cavalos e Conchas- RN. A) Novembro 2010. B) Maio 2011.

Com a finalidade de se estabelecer uma relação entre os fatores que modelam o

substrato dos estuários em estudo foi gerado um gráfico (Fig. 11), a partir da

combinação dos dados hidrodinâmicos (velocidade), sonográficos (formas de leito) e

sedimentológicos (granulometria).

O fato dos valores não estarem bem distribuídos no gráfico poderia estar

associado a necessidade de um maior número de amostras para uma análise do

comportamento de diferentes frações granulométrica em função da velocidade ou

B

A



porque o fator principal determinante para as formas de leito geradas nos estuários seja

a velocidade do fluxo.

Analisando quanto aos sedimentos, os grãos mais finos da fração lama são mais

resistentes ao transporte que os grãos arenosos, porém grãos como areia grossa

necessitariam de uma alta energia para ser mobilizado. Desta forma, a concentração do

material na fração areia fina e média predominante no leito dos estuários analisados

estaria relacionada as condições hidrodinâmicas ou por ser o material mais frequente no

ambiente de transição entre o continente e mar. Observações em imagens de satélite

para a região indicam que o material mais fino (lama), muito provavelmente é carreado

em suspensão para o mar.

Quanto a velocidade do fluxo, a intensidade das marés vazante e enchente são

capazes de construir e preservar estruturas como dunas ao longo do canal dos estuários,

bem identificadas graças a direção das cristas.

DISCUSSÃO

Os estuários do rio Piranhas-Açu estão inseridos em uma região litorânea, onde

os processos costeiros atuantes são notados principalmente pela dinâmica das

modificações nas estruturas morfológicas ali presentes. A costa setentrional do RN é

descrita morfodinamicamente como um setor dominado pela energia mista de ondas,

correntes e marés (Vital, 2009), onde as marés e as correntes de marés são os principais

fenômenos oceanográficos que atuam em regiões de estuários (Costa Neto, 2009).



Figura 11 – Gráfico da relação das formas de leito entre a velocidade média do fluxo

versus a granulometria média do sedimento. AMF =Areia Muito Fina, AF=Areia Fina,

AM=Areia Média, AG=Areia Grossa e AMG=Areia Muito Grossa.

A presença de pontais arenosos e deltas de maré vazante na foz e bancos

arenosos flúvio-marinhos no interior dos estuários, bem como as ilhas barreiras/pontais

arenosos e sedimentos praiais e eólicos sobre as planícies de maré e intermaré, descritos

e representados na sequência sedimentar do rio Açu (Silva, 1991), seriam as principais

feições que caracterizam o ambiente como dominados por processos mistos. Os deltas

de maré vazante existentes consistem em importantes depósitos sedimentares formados

pelo material do espraiamento da plataforma e a entrada de sedimentos de maré.

A classificação pela morfologia foi definida, segundo as estruturas presentes nos

estuários e pelo modelo estratigráfico na região do rio Açu, como um estuário

construído por barra. De acordo com Miranda (2002), trata-se de vales incisos

inundados durante a transgressão marinha, onde a formação de barras na foz seria

oriunda dos processos de sedimentação recente. São ambientes rasos, com descarga

AMF AF AM AG AMG



variando segundo o período climático do ano. Tais estuários estão associados a regiões

costeiras susceptíveis aos processos erosivos, nos quais os sedimentos são retrabalhados

por ondas e transportados por correntes litorâneas. No interior deste ambiente pode se

transportar grande concentração de sedimentos em suspensão, o que pode ocasionar

alterações sazonais na geometria da entrada.

A partir da análise dos dados concluiu-se que tanto no período seco quanto no

período chuvoso, as marés de enchente e vazante são atuantes no ambiente.

Durante o período chuvoso, os resultados destacaram o aumento quanto ao

tamanho dos sedimentos, ao comprimento e altura das formas de leito, nas vazões e

velocidade do fluxo, todos correlacionados a maré de vazante. Já no período seco, os

resultados destacaram a maré de enchente, principalmente quanto a vazão e a

velocidade do fluxo. De acordo com a estação do ano, uma maré se destaca perante a

outra, entretanto sem anular o registro secundário.

Com base nos dados adquiridos e analisados, os estuários Açu, Cavalos e

Conchas seriam classificados como dominados por marés. Entretanto, os pontais

arenosos na foz dos estuários, que seguem paralelos a linha de costa na área não se

encaixam com esse modelo e nem são condizentes com a classificação segundo a

morfologia, visto que tais unidades são estruturas produzidas onde ocorrem ondas de

alta energia, como no caso da região costeira do estado, e por isso a existência destas

unidades estaria relacionada aos ambientes dominados por ondas.

Considerando todo o contexto estudado, os estuários Açu, Cavalos e Conchas

são classificados como dominados por processos misto de ondas e marés.



CONCLUSÕES

No período seco as principais características foram referentes a maré de

enchente, com máximas nas vazões para os estuários Açu, Cavalos e Conchas de -

281,069 m³.s-¹, -200,577 m³.s-¹ e -170,422 m³.s-¹ respectivamente, abrangendo áreas

próximas a montante do perfil, principalmente nos estuários Cavalos e Conchas,

observado nos dados das vazões nos perfis longitudinais e transversais.

Os estuários Cavalos e Conchas são canais curvilíneos rasos e estreitos, menos

competentes e mais susceptíveis as marés de enchente. No estuário Açu foi registrado os

maiores valores de descarga e velocidade. É o mais competente dos três estuários, pois

está conectado diretamente ao rio Piranhas-Açu, bem como é o de maior profundidade e

o que apresenta forma mais retilínea. Entretanto, nos três estuários, somente

embarcações de pequeno porte como voadeiras transitam na baixa-mar.

O centro dos canais estudados é a zona onde ocorre a maior variação de energia

ao longo do ano por ser fortemente influenciado pela ação das duas marés. Na enchente

esta zona se desloca na direção a montante do perfil e na vazante para jusante.

Durante o período chuvoso, com a exceção da vazão na foz do estuário Açu,

todos os máximos valores de vazão estiveram relacionados a maré de vazante,

corroborando para a concepção que neste período sazonal a principal energia atuante

nos estuários é proveniente da maré de vazante. No estuário Açu, Cavalos e Conchas a

vazão longitudinal variou de 345,875 m³.s-¹, 550,419 m³.s-¹ e 166,388 m³.s-¹

respectivamente.

As direções do fluxo, no período seco e no período chuvoso, durante a maré de

enchente para os estuários Açu, Cavalos e Conchas foram SE, NW e SW

respectivamente. Já durante a maré de vazante, no período seco foram NW para o Açu,

e ESE para os estuários Cavalos e Conchas, e no período chuvoso as direções para os



estuários Açu, Cavalos e Conchas foram NW, SE e ENE respectivamente. Em ambas as

marés, o sentido do fluxo é influenciado pelo controle estrutural impresso nas drenagens

da área.

Nos estuários estudados foram identificadas feições de fundo do tipo Leito Plano

e Dunas 2-D e 3-D (pequeno a médio porte), geradas em regime de fluxo inferior.

Dos sedimentos, os tamanhos dos grãos tendem a aumentar na direção da foz dos

estuários. No período seco, a gradação montante-jusante foi areia muito fina a areia

muito grossa. No período chuvoso, a gradação montante-jusante foi areia fina a areia

muito grossa. Em ambos os períodos, a fração areia média foi a mais recorrente.

Os estuários são classificados segundo a morfologia como estuários construídos

por barra e segundo a energia como estuários dominados por ondas e marés.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem a FINEP, PETROBRAS, CAPES e CNPq, através dos

projetos SISPLAT-POTMAR-PETRORISCO (REDE 05-PETROMAR), PE Ciências

do Mar 207-10 e Auxilio PQ pelo suporte financeiro. E a Agência Nacional do Petróleo,

Gás Natural e Biocombustível (ANP), Financiadora de estudos e Projetos – FINEP e

PETROBRAS, por meio do Programa de Recursos Humanos da ANP para o Setor

Petróleo e Gás, PRH-ANP 22/MCT, pela concessão da Bolsa de Mestrado ao primeiro

autor e Bolsa de Doutorado ao terceiro autor.

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