Experiência-Piloto de Medição da Corrente de Deriva Litoral
Experiência parcialmente financiada pelo Projecto MOCASSIM (Desenvolvimento das Competências Nacionais para a Implementação de Modelos OCeanográficos de ASSIMilação de Dados), no âmbito do quadro do Programa de Apoio à Reforma dos Laboratórios do Estados e do Programa Operacional Ciência, Tecnologia e Inovação do Quadro Comunitário de Apoio III.
O Instituto Hidrográfico (IH) lançou à água em 6 e 7 de Outubro de 2003, ao largo da Praia da Vieira de Leiria, 3000 marcas superficiais no âmbito de uma experiência científica com o objectivo de estimar a corrente de deriva litoral ao longo da costa portuguesa. As marcas, em papel colorido plastificado com dimensão A3 (30x42 cm), deslocaram-se ao longo da praia sob efeito da corrente. As suas trajectórias foram seguidas por fotografia aérea, uma tarefa em que esteve envolvida a Esquadra 401 da Força Aérea Portuguesa.
Objectivos da Experiência
- Avaliar a intensidade da corrente de deriva litoral num troço simples de linha de costa, com configuração quase linear da batimetria.
- Avaliar a exequibilidade do uso de traçadores superficiais na estimação da corrente de deriva litoral.
- Testar e validar modelos numéricos e formulações analíticas disponíveis com vista à sua aplicação noutros trechos da costa portuguesa.
Motivação
Durante a fase aguda da crise do Prestige, o IH elaborou e disseminou estimativas da corrente de deriva litoral. Contudo, os valores máximos previstos e a variabilidade da corrente ao longo da costa mereceram sempre algumas reservas. Tais circunstâncias despertaram a necessidade de realizar medições para validar os modelos existentes.
A corrente de deriva litoral é induzida pela aproximação oblíqua das ondas relativamente à praia. Aquando da rebentação, parte da energia das ondas vai alimentar um movimento paralelo à linha de praia - a corrente de deriva litoral - cujas características dependem da forma do fundo na região próxima da praia e da agitação marítima.
Uma vez que a corrente está associada à área onde as ondas sofrem modificação até rebentarem, a sua largura é relativamente pequena, em geral não ultrapassando meio quilómetro. Pode, no entanto, ser muito intensa no interior de uma faixa estreita em torno da zona de rebentação, onde atinge facilmente valores da ordem de 5 km/h.
Compreende-se, assim, que a corrente de deriva litoral desempenhe um papel muito importante no transporte de areias, poluentes e objectos à superfície ao longo da faixa litoral.
Os modelos da corrente de deriva litoral são excelentes ferramentas de previsão operacional, desde que adequadamente calibrados, permitindo dar rapidamente respostas a perguntas do tipo “qual a extensão de costa que será afectada em algumas horas por um derrame em curso num navio encalhado?”.
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Derrame de fuel óleo do Petroleiro Prestige.
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Conjugados com boas estatísticas de agitação marítima, os modelos podem também ser excelentes instrumentos de planeamento ambiental e operacional, conduzindo a melhores estimativas de erosão costeira e permitindo elaborar cartas de risco em função das condições de agitação marítima. Essas cartas poderão ser auxiliares importantes na tomada de decisões sobre os locais de concentração de meios de combate à poluição, sobre a quantidade de meios a mobilizar numa operação de emergência e/ou sobre a definição das áreas a considerar como “em risco” numa dada ocasião.
- Instituto Hidrográfico
- Força Aérea Portuguesa - Esquadra 401
- N.R.P. Andrómeda
- Mergulhadores da Armada
- Laboratório Nacional de Engenharia Civil
- Faculdade de Ciências Universidade de Lisboa
- Capitania do Porto da Figueira da Foz
- Capitania do Porto da Nazaré
A 6 e 7 de Outubro, uma equipa de mergulhadores da Marinha apoiada pelo N.R.P Andrómeda lançou, por três vezes no decurso de três horas, conjuntos de 250 folhas, todas da mesma cor. Cada cor identificava a hora e o local de lançamento, os quais estavam separados por cerca de 2 800 m. A deriva das marcas foi acompanhada através levantamentos aerofotográficos sucessivos, à escala 1:5000, conduzidos de bordo de um Aviocar da Esquadra de Reconhecimento 401 da Força Aérea Portuguesa.
No limite externo da área da experiência, aproximadamente sobre a batimétrica de 13 m, foi fundeado, em 4 de Outubro, um perfilador de corrente dotado de um “módulo de ondas”. Esse instrumento permitiu conhecer a corrente e a agitação marítima (altura, período e direcção) à entrada da zona da experiência-piloto. As condições meteorológicas foram observadas na estação costeira que o IH mantém na zona de Ferrel, 60 km a Sul da Praia da Vieira.
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Área da experiência.
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Para permitir condições ideais de teste dos modelos, a área de realização da experiência-piloto tinha que ser o mais simples possível. Na respectiva selecção, tiveram-se em conta os seguintes requisitos:
- Delimitação por um troço “linear” de praia;
- Ausência de interrupções devidas a cursos de água ou esporões;
- Dimensão suficientemente grande para permitir definir duas zonas de lançamento com separação adequada à não sobreposição de marcas com origens diferentes durante a duração da experiência;
- Existência de batimetria regular, paralela à orientação da praia, e não afectada por afloramentos rochosos;
- Caso existisse uma barra submarina, esta deveria ser tão contínua quanto possível.
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Exemplo de um troço da área da experiência.
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A 6 de Outubro, primeiro dia da experiência, as condições de agitação marítima (altura significativa: 2 m) não permitiram a aproximação das equipas de mergulhadores à “raiz da rebentação”. As marcas acabaram por ser lançadas em posições demasiado exteriores, tendo derivado para o largo sob influência do transporte induzido pelo vento.
Os lançamentos realizados em 7 de Outubro às 08:55h foram, em ambas as posições, claramente exteriores à rebentação. Por essa razão, e ao mesmo tempo que se dispersavam, as marcas foram-se afastando da praia a uma velocidade média da ordem de 10 cm/s (cores damasco e branco nas imagens). Esta velocidade é compatível com os valores observados no perfilador fundeado no bordo externo da área da experiência.
Os lançamentos seguintes já foram realizados junto à “raiz” da rebentação. As sequências de envolventes das marcas revelam derivas em direcção à praia, com velocidades compatíveis com uma corrente de deriva litoral.
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Lançamento Norte
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Lançamento Sul
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As marcas que ficaram visíveis na praia foram recolhidas e posicionadas nesse dia e no seguinte por uma equipa da Brigada Hidrográfica. A respectiva taxa de recuperação foi de 67%. As marcas aterradas distribuiram-se por toda a praia para sul dos pontos de lançamento.
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Visualização em pormenor das marcas cor-de-laranja lançadas a 7 de Outubro de 2003 a SW da Praia de Vieira de Leiria.
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Agitação Marítima, Ventos e Correntes
As condições de agitação marítima (altura significativa – Hs – e direcção) e a corrente superficial, tal como observadas no dia 7 de Outubro pelo perfilador fundeado à entrada da área da experiência, apresentam-se, em conjunto com o vento observado ao longo do mesmo dia, na estação costeira de Ferrel.
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Altura significativa e corrente superficial medidas no perfilador de corrente e vento observado na estação meteorológica costeira de Ferrel durante o dia 7 de Outubro de 2003.
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No decurso da manhã de 7 de Outubro, segundo dia de experiência, a altura das ondas foi diminuindo, embora mantendo aproximadamente a mesma direcção. Ao mesmo tempo, a corrente rodava para Este no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio (possivelmente sob acção da maré). O vento intensificava-se ligeiramente, rodando no sentido dos ponteiros do relógio. Estas variações temporais foram, no entanto, suficientemente pequenas para se poder assumir que, no decurso das 3 horas da experiência, as condições se mantiveram aproximadamente constantes.
A corrente medida no perfilador contém todos os efeitos com excepção da deriva litoral, ausente no local onde o perfilador estava fundeado. Esses efeitos contribuem também para o movimento das marcas junto à praia. No entanto, essas contribuições serão, no seu conjunto, da ordem de 10% do valor das velocidades inferidas pelo deslocamento das marcas. Estas velocidades serão, por isso entendidas, nesta fase preliminar, como representando adequadamente a corrente de deriva litoral.
O acompanhamento temporal de marcas superficiais simples através de fotografia aérea parece ser uma técnica promissora para estimar a corrente de deriva litoral à superfície, sendo passível de utilização na afinação de modelos. Parece, contudo, limitada a condições de agitação marítima com altura significativa não muito superior a 1.5 m, pelo menos para lançamentos feitos a partir de botes.
A exploração dos resultados da experiência virá mostrar, espera-se, se será de considerar a realização de novo ensaio, no mesmo ou noutro local, em que se venha a fazer uso do conhecimento agora ganho.
Não é seguro, no entanto, que uma experiência idêntica venha a ser bem sucedida numa praia com um perfil mais inclinado, onde é de esperar uma largura de rebentação menor e uma corrente mais intensa. Nessas condições, o rigor no posicionamento do ponto de lançamento poderá tornar-se crítico e o deslocamento das marcas demasiado rápido para poder ser acompanhado por fotografia aérea.
Agradecimentos
As marcas utilizadas na experiência continham instruções escritas sobre o que fazer com elas caso viessem a ser recolhidas por pessoas alheias à experiência.
Regista-se com agrado a colaboração de diversos cidadãos, que recolheram marcas nas praias e no mar e, gentilmente, comunicaram as suas recolhas, quer directamente para o Instituto Hidrográfico, quer para a Capitania do Porto da Nazaré.
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Exemplo de marcas lançadas ao mar na experiência-piloto.
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Artigos e Posters apresentados em Conferências Nacionais e Internacionais sobre a Experiência de Deriva Litoral na área da oceanografia e dos sistemas de informação geográfica.
1st European Geosciences Union (EGU) General Assembly, Nice, France, 25 – 30 de Abril de 2004.
Assessments of the Wave Induced Currents in the Portuguese Nearshore (Download).
Using GIS in the Evaluation of Wave Induced Currents in the Portuguese Nearshore (Download).
ESIG 2004 – VIII Encontro de Utilizadores de Informação Geográfica, Centro de Congressos do Tagus Park, Oeiras, 2 – 4 de Junho de 2004.
A utilização dos SIG na Estimativa da Corrente de Deriva Litoral - Aplicação à Costa Oeste de Portugal Continental entre a Figueira da Foz e a Nazaré (Download).
ICCE 2004 - 29 th International Conference on Coastal Engineering, Lisboa, 19 – 24 de Setembro de 2004.
Evaluation of the Longshore Current for a Sector of the Portuguese West Coast: Application of different methodologies (Download) (ficheiro com 13 MB).
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