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avaliação dos processos de transposição artificial de sedimentos

1. DP150L 113238 7926 7 D 250 DP100BL Q m3 h 5238 9 125940 H m DP150B Q m3 h 6560 0 125940 H m A bomba seleccionada ser a DP150B pelos mesmos crit rios j apresentados Prop e se tr s bombas deste tipo instaladas no quebramar norte do porto da Figueira da Foz a funcionar numa m dia de 5 horas di rias cada uma com um caudal s lido da ordem dos 150 m h Considerou se que estas funcionariam tamb m 5 dias por semana numa m dia de 264 dias por ano Os valores indicados no quadro quer em custos de energia quer em custos da conduta s o para apenas uma bomba e uma conduta As tr s bombas estariam colocadas ao longo do quebramar norte afastadas entre si de modo a cobrirem diferentes reas maximizando a recolha de sedimento que se acumula junto estrutura saturando a e consequentemente penetrando no interior da embocadura tendo preferencialmente caracter sticas m veis ou semi m veis Quanto maior o raio de ac o das bombas na zona adjacente ao quebramar maior a sua produtividade Quanto ao transporte da mistura gua areia para sul este seria feito atrav s de tubagens parte submersas e parte instaladas no terreno conforme indicado na figura 5 10 com duas configura es poss veis figura 5 13 Na configura o a cada bomba possui a sua pr pria conduta independente D250mm podendo descarregar todas no mesmo local ou em locais distintos da praia conforme as necessidades Na
2. 20 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 3 SISTEMAS _ ARTIFICIAIS DE TRANSPOSI O DE SEDIMENTOS 3 1 CONCEP O E CARACTER STICAS 3 1 1 PRINC PIOS DA TRANSPOSI O ARTIFICIAL DE SEDIMENTOS Ap s o exposto nos pontos anteriores pode se agora entender a raz o da necessidade da implementa o de sistemas de transposi o artificial de sedimentos nomeadamente em embocaduras As estruturas mar timas antr picas entram em claro conflito com a natureza com o regime de agita o mar tima e com os caminhos de transporte sedimentar naturais provocando altera es e interrup es que levantam problemas de eros o das praias adjacentes s embocaduras e problemas de navegabilidade no interior dos portos e na embocadura devido ao excessivo assoreamento Usualmente a transposi o d se apenas num sentido de barlamar para sotamar o chamado bypass pois a direc o do transporte litoral normalmente dominante num sentido No entanto por vezes torna se necess rio recorrer ao denominado backpassing ou seja a transposi o invertida de sotamar para barlamar Em termos gerais a transposi o portanto a transfer ncia de sedimento a partir das praias a barlamar ou dos bancos de areia do interior da embocadura para as praias a sotamar A transposi o invertida a transfer ncia de sedimento dos bancos de areia existentes na embocadura ou nas praias a sotamar para as praias a barlamar de on
3. A solu o prevista ser com cinco bombas DPI50B instaladas no quebramar norte preferencialmente m veis ou semi m veis para permitir maior raio de ac o e maior produtividade O 89 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras n mero de horas de bombagem di ria estar na ordem das 5 5h para cada uma num ciclo de 5 dias por semana ou seja cerca de 264 dias por ano Os elementos presentes no quadro 5 6 referem se apenas a Ld B s Gafanha da Encarna o E O in ERC O sta Nova do Prado TO ER Figura 5 15 Possivel tracado da conduta google earth D250 DP50BL DP100BL DP150B Figura 5 16 Curvas da instala o e das bombas para D250 mm 90 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras ao funcionamento de uma bomba O transporte de norte para sul seria tal como na Figueira da Foz feito a partir de tubagens parte submersas e parte implantadas no terreno adoptando se aqui tamb m a configura o a Quadro 5 7 Caracter sticas de funcionamento para as diversas bombas e di metros da conduta Pontos Custo Custo funcion o Hrs dia pcs energia da U m s bombado m dia kwh euros conduta L 2000m ano euros 125940 D 250 DP100BL Q m3 h 113726 140571 125940 5 4 2 UTILIZA O PERI DICA DE DRAGAS Consideraram se as mesmas 4 possibilidades para a periodicidade das dragag
4. o 4 a 3 S 9 2 3 E 0 0 1 2 3 4 5 6 V milh es de m3 Figura 5 14 Volumes acumulados em fun o da frequ ncia das opera es Quadro 5 6 Volumes e custos em fun o da frequ ncia das opera es Anos Volumes Milh es m3 Custo Milh es euros 1 0 6 3 12x 10 2 1 2 6 24x5 5 3 14 1x2 10 6 28 2 x1 5 4 AVEIRO Tal como para a Figueira da Foz para Aveiro foram feitas as mesmas duas abordagens Devido 3 y 2c 2 aos maiores volumes envolvidos 900 000 ano ser necess rio o recurso a um maior n mero de bombas 5 4 1 ESTA O DE BOMBAGEM INSTALADA NO QUEBRAMAR NORTE O estudo para Aveiro em tudo semelhante ao realizado para a Figueira da Foz com a diferen a nos volumes acumulados e na altura geom trica que necess rio vencer Os valores de Hi e H2 assumidos foram de 13 e 5 metros respectivamente Apenas foram testadas as bombas Toyo e tal como para a Figueira da Foz considerou se um comprimento m ximo da tubagem na ordem dos 2000m com um tra ado representado na figura 5 15 Os c lculos para escolha da s bomba s est o resumidos na figura 5 16 e no quadro 5 6 Caso se quisesse prolongar as dist ncias de descarga teriam de ser consideradas novas bombas booster intercalares capazes de fornecer a energia extra necess ria para o transporte A esta o de refor o ou booster poderia ser por exemplo instalada na praia da barra
5. oo o N 0150 DP45B 20B 30B 50 50H a2 30 HM 60 70 BD 100 110 120 130 19 150 160 170 180 190 200 G ma Figura 5 5 Curvas da instala o e das bombas para D150 mm Quadro 5 1 Caracter sticas de funcionamento para as diversas bombas e di metros da conduta D100 DP15 Q m3 h H m Pontos Custo Custo Qreal _ Energia funcion lidas Hrs dia ano energia da U m s para m dia euros conduta bombado kwh L 1000m ano euros Q m3 h D125 Q m3 h H m Q m3 h D150 DP15B Q m3 h H m Q m3 h H m Q m3 h H m Q m3 h H m Q m3 h H m 5 1 2 BOMBAS TSURUMI Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Como evidenciado nas figuras 5 6 5 7 e no quadro 5 2 um estudo semelhante foi efectuado para as bombas Tsurumi A bomba escolhida ser a NKZ3 100H devido ao menor n mero de horas de funcionamento di rias 6 1h 53 h que embora n o esteja no intervalo pretendido 3 4h ainda um valor aceit vel Him 0100 GPN3 100 NKZ 100H 300 0125 GPN3 100 NKZ3 100H 50 20 L 19007 Long eon a 30 a so 60 70 so 90 100 110 Figura 5 7 Curvas da instala o e das bombas para D125 mm 81 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Quadro 5 2 Caracter sticas de funcionamento para as diversas bombas e di met
6. 128 129 130
7. Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras A1 5 Projecto de transposi o de areias da entrada do rio Tweed 110 AT 6 Ponte id ae deat ur eee adonde dan arca 112 A1 7 Esquema geral do sistema de transposi o da embocadura do rio Indian 113 A1 8 Grua manobrando bomba de jacto no rio Indian 114 A1 9 Sistema de transposi o da embocadura do South Lake 115 A1 10 Tubagem a descarregar sedimento a sul do quebramar sul sues 115 A1 11 Embocadura d MasonbOro tree nannten 116 A1 12 Porto das Channel Islands 117 A113 Porto de Oceariside eus e dus de e ao fade een 119 A1 14 Detritos acumulados na cratera de aspira o de uma bomba de jacto 120 A2 1 Catalogo iioii pe deed a ia 123 A2 2 Cat logo TOVO pee pese Bee 125 A2 3 Gat logo SUI Mitad 125 A2 4 Gatalogo uere re ard arc p 126 A2 5 Catalogo iaa 127 xi xii Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras NDICE DE QUADROS Quadro 3 1 Sistemas de transposi o artificial internacionais o oonccconnccccnnnoncccnononnncnanonnnnnnnanoncncn
8. Figura 5 1 baco de perdas de carga para misturas gua sedimento Bombas Toyo 76 Innendurchmesser lichte Weite Nennweite inside diameter clear diameter nominal size 1 i Dia f r inside diameter 1 i Dia diam tre int rieur section libre diametre nominal di metro interior luz di metro nominal 1 i Dia pour inside diameter 1 i Dia para inside diameter 1046 01 M 7 G3 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Figura 5 2 Defini o de H1 e H2 5 1 PRAIA DA AGUDA O volume de sedimento anualmente acumulado na praia da Aguda est estimado em 60000 metros c bicos conforme justificado no cap tulo 4 A solu o proposta baseia se num pont o flutuante equipado com uma bomba submers vel actuando na zona abrigada pelo quebramar destacado figura 5 3 A bomba seria descida at aos fundos marinhos aspirando a o sedimento acumulado por ac o do quebramar e que tem vindo progressivamente a dificultar a actividade dos pescadores Este sedimento seria transportado por um sistema de tubagens de a o revestido devido abras o para as praias a sotamar at uma dist ncia de aproximadamente 1000m desde o local de recolha Os pontos de descarga interm dios podem ser executados se assim se entender por exemplo aos 500m ou 700m de modo a obter uma maior uniformiza o na alimenta o das praias figura 5 3 Para l dos 1000m de tubagem seria recomendado a aplica o de bombas de refo
9. O balan o de massas ser ent o positivo e dirigido para a direita se Qd gt Qe e negativo dirigido para a esquerda se Qd O balan o anual pode variar teoricamente desde zero at grandes magnitudes estimadas em um milh o de metros c bicos de areia por ano em alguns locais O transporte total de massas Qf definido por Or lod loe poss vel ter um elevado transporte total e no entanto o balango de massas sedimentares estar pr ximo de zero 2003 Estes dois conceitos distintos de transporte longitudinal transporte total e balan o de massas t m diferentes aplica es em engenharia Por exemplo o transporte total pode ser utilizado para prever as taxas de acumula o de sedimento em canais de navega o enquanto o balan o de massas est mais relacionado com as taxas de acumula o e eros o das praias junto aos quebramares CEM 2003 2 1 5 AVALIA O DA MAGNITUDE E DIREC O DO TRANSPORTE LITORAL Para al m da compreens o dos fen menos envolvidos no transporte sedimentar litoral necess rio avaliar as direc es e magnitudes desse mesmo transporte Esta avalia o fulcral para o estudo da eros o costeira e para qualquer projecto de estruturas mar timas ou de protec o costeira Diversas hip teses t m sido estudadas para estabelecer as direc es e magnitude do transporte longitudinal A maior parte destas est o relacionadas com o balan o de massas Qnet j mencionado no
10. de modo a que as ondas transfiram o sedimento para o interior da embocadura podendo a draga operar sem problemas na zona abrigada enquanto que num local de reduzida agita o a draga poder em princ pio operar normalmente a partir do exterior A maioria das opera es de transposi o artificial n o requer o uso de projectos de transfer ncia fixos como exemplo o caso do rio Nerang na Austr lia ver Anexo 1 envolvendo em vez disso pr cticas mais inteligentes de dragagem e deposi o dos sedimentos ou modifica es nas estruturas e canais da embocadura Para que o planeamento de um projecto de transposi o artificial em embocaduras seja eficiente necess rio e Definir correctamente o problema atrav s de inspec es e modelos de estimativa do transporte sedimentar e Determinar a necessidade ou n o de melhoramentos altera es nos quebramares ou outras estruturas ou nos canais de navega o Definir as quantidades requisitadas e as esperadas varia es sasonais ou anuais caso existam Definir os apropriados m todos para o trabalho Definir os locais de remo o de sedimento e Definir as apropriadas localiza es para a deposi o dos sedimentos A escolha da abordagem mais apropriada fun o das caracter sticas individuais de cada embocadura e rea adjacente A transposi o artificial de areias pode mitigar o impacto negativo das embocaduras nas praias adjacentes apenas na medida em que a
11. http www4 gu edu au 8080 adt root public adt QGU20060111 145655 index html 05 11 07 Foster M Cummings P Connor T Dyson A Victory McMahon J 2002 Community Consultation for the Tweed River Entrance Sand Bypassing Project http www tweedsandbypass nsw gov au media tweed pdf publications consultation paper pdf 13 10 07 2002 Tweed River Entrance Sand Bypassing Project Status Report to Residents and Visitors A Cooperative Project Between the Government of New South Wales and Queensland http www epa gld gov au register p00026ag pdf 18 10 07 Alan Dyson Stephen Victory Tom Connor 2002 Sand Bypassing the Tweed River Entrance An Overview http www tweedsandbypass nsw gov au media tweed pdf publications overview pdf 13 1 0 07 112 Tweed River Entrance Sand Bypassing Project A Joint Venture Education for a Sustainable Future http www ballarat edu au projects ensus case studies sandby pdfs sandby printable pdf 18 10 07 www tweedsandbypass nsw gov au 22 11 07 www env qld gov au sandbypasss 22 11 07 PROJECTO DE TRANSPOSI O DA EMBOCADURA DO RIO INDIAN Booster Grua Bomba Zona de 480 120m Figura A1 7 Esquema geral do sistema de transposi o da embocadura do rio Indian Localiza o e Datas Rio Indian na costa Atl ntica de Delaware EUA implementado em 1990 Dados Estat sticos Caracter sticas T cnicas e Custo
12. A Sul da Semi m vel com 2bombas de de Rudee praia da 2bombas de jacto jacto Virginia Virginia EUA instaladas na sec o do descarregador Implementado descarregador tubo de 12 em 1975 descarga de 20cm em a o Cap 38 m3 h 3 7 h dia 47 48 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras APLICA ES A CASOS PORTUGUESES 4 1 ENQUADRAMENTO Neste cap tulo o objectivo fundamentalmente descrever alguns casos portugueses onde se verifique a possibilidade de uma aplica o exequ vel e til de sistemas de transposi o artificial de sedimentos Estes casos de estudo s o os j referidos no Cap tulo 1 Figueira da Foz Aveiro Costa da Caparica praia da Aguda e Vila Praia de ncora Cada caso tratado individualmente em termos da sua evolu o hist rica ao longo dos anos do estudo dos processos de agita o mar tima hidromorfol gicos e sedimentares associados e em termos das estimativas da direc o e intensidade do transporte sedimentar nomeadamente em volumes anuais Estes elementos s o a base para o planeamento e dimensionamento das solu es propostas para cada caso o que est realizado no Cap tulo 5 4 2 BARRA DA FIGUEIRA DA FOZ 4 2 1 CARACTER STICAS GERAIS O porto da Figueira da Foz sempre foi um meio de ligar o interior ao litoral situa se na foz do rio Mondego que naveg vel at mais de 50 km da foz Na margem Norte e junto da foz fica
13. Bombas Tsurumi custos em euros 93 Quadto b 14 eet eg e aedi EEE de evade equat aa A get 93 Quadro 5A Suaa ed ic E s E M d e d e a Den 94 Quadro A1 1 eren P a itn ter c CR o tentes rehab 107 QuadroAZ 2 cts ID 107 xiii xiv Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras S MBOLOS E ABREVIATURAS Qe transporte litoral para a esquerda Qd transporte litoral para a direita Qt transporte litoral total Qnet balan o de massas sedimentares h1 altura de gua acima da crista do descarregador q caudal que passa pelo descarregador Vc Volume te rico de uma t pica cratera de dragagem dc profundidade abaixo do n vel dos fundos b largura do fundo da cratera m inclina o da cratera Te tempo de esvaziamento da cratera E capacidade volum trica da bomba em termos de balan o S taxa volum trica m dia de enchimento da cratera durante e depois de uma dada opera o de dragagem Tb tempo entre o in cio de eventos subsequentes de dragagem TMDC transporte mar timo de curta dist ncia ZH zero hidrogr fico POOC plano de Ordenamento da Orla Costeira PROT CL Plano Regional de Ordenamento do territ rio do Centro Litoral EIA Estudo de Impacte Ambiental LTC Long Term Configuration H1 profundidade de gua a que se encontra o sedimento a ser recolhido H2 e o desn vel entre o n vel m dio da gua do mar e a cota da berma da
14. Costa da Caparica as correntes residuais de mar ter o uma intensidade muito inferior s que se verificam na embocadura da ordem de 0 2 m s com direc es de sul para norte Mota Oliveira et al 1999 A Leste e a Sul da cidade da Costa da Caparica encontra se a Arriba F ssil com uma altura m xima de 70 m tendo sofrido ao longo do tempo algumas altera es devido a processos erosivos que lhe conferiram caracter sticas particulares e nicas em Portugal Veloso Gomes et al 2006 A batimetria em geral suave com uma inclina o pouco acentuada e com as batim tricas quase paralelas linha de costa Existem dois bancos de areia paralelos ao canal de navega o da embocadura do estu rio do Tejo a Norte o Cabe a de Pato e a Sul a Barra do Bugio A forma o do dep sito aluvionar caracter stico da Costa da Caparica est relacionado com os fen menos de interac o entre a agita o as mar s e as correntes fluviais e com os padr es de refrac o difrac o que provocam localmente o transporte de sedimentos de Sul para Norte embora globalmente a direc o do transporte sedimentar mar timo na costa Oeste portuguesa como j referido de Norte para Sul A origem do desaparecimento da restinga e consequentemente da eros o sofrida pelas praias a Sul est directamente ligada ao decr scimo do potencial de transporte sedimentar do Rio Tejo Esta rea em termos sedimentares est sobretudo dependente do estu rio d
15. Custo da Custos Pre o da Custos de conduta com a 3 bomba manuten o D150 energia DP50 anuais 1000m anuais 36600 437 24777 1971 O pre o das bombas Toyo n o inclui IVA segundo os fabricantes importante salientar que estes pre os n o incluem o custo de um pont o flutuante para suporte da bomba ou de uma grua o que teria um importante peso no pre o final Para as bombas Tsurumi os custos est o resumidos no quadro 5 11 92 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Quadro 5 11 Tsurumi custos em euros Custo da Gustos com Custos de conduta Pre o da bomba manuten o D125 9 NKZ3 100H 1000m anuais anuais 35340 576 6891 1051 5 6 2 VILA PRAIA DE NCORA Quadro 5 12 Toyo custos em euros Custo da Custos Pre o da Custos de conduta com a bomba manutenc o D200 energia DP40B anuais 1000m anuais 48610 486 20287 1987 Quadro 5 13 Tsurumi custos em euros Custo da Gustos com Custos de conduta ANGRA Pre o da bomba manuten o D125 9 NKZ3 100H 1000m anuais anuais 35340 960 6891 1051 5 6 3 FIGUEIRA DA FOZ O pre o da bomba DP150B de 90626 euros Quadro 5 14 custos em euros pud Custos coma Pre o das Custos de conduta 0250 energia anuais puse manuten o 2000m 3 bombas 150 anuais 125940 19680 211878 16112 93
16. dragagens dinamarquesa Consideram se quatro possibilidades para a periodicidade das dragagens anualmente dois em dois anos cinco em cinco ou dez em dez reconhecendo se que existem vantagens e desvantagens Em termos econ micos conv m que a periodicidade seja o mais alargada poss vel pois o lan amento frequente de concursos p blicos tendo de pagar a mobiliza o frequente do equipamento para o local da obra acarreta elevados custos No entanto a maior frequ ncia das opera es permite uma melhor gest o e monitoriza o da obra devido ao facto de os volumes envolvidos em cada opera o serem substancialmente mais pequenos Na Figueira da Foz o volume acumulado anualmente e admitido para este trabalho encontra se na ordem dos 600 000 metros c bicos anuais pelo que o volume acumulado para as quatro possibilidades se encontra representado na figura 5 13 Considerou se como possibilidades de curto per odo os casos de dragagens anuais e de dois em dois anos e de longo per odo as dragagens de 5 em 5 e 10 em 10 anos Segundo valores do concurso p blico da Costa da Caparica considerou se o valor de 5 2 euros m o primeiro caso e 4 7 euros m para o segundo e calcularam se os custos relacionados com cada per odo poss vel quadro 5 5 88 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Volume em fun o da frequ ncia das opera es 10 9 9 8 8 7 S 6 amp 5
17. las atrav s de um sistema de tubagens sobre press o para a praia de S Jo o e para a praia da Costa da Caparica impondo assim um sistema de transposi o artificial Naturalmente que tal solu o necessitaria previamente de uma an lise custo benef cio an lise que seria mais f cil de realizar se se soubesse durante quantos anos subsistir a interven o de alimenta o artificial iniciada em 2007 e que prev a implementa o de 3 milh es de metros c bicos de areias entre a Costa da Caparica e a Costa do Vapor Devido exposi o das praias a mar s de m dia amplitude forte agita o incidente e grande variabilidade desta tanto anual sazonal ou mesmo semanal ou di ria com grande potencial de transporte pela deriva litoral que pode atingir os 2 milh es de metros c bicos anuais torna se extremamente dif cil prever o grau de efic cia da alimenta o artificial Certo que a linha de costa vai evoluir de acordo com uma lei cont nua de decaimento intercalada por descontinuidades relacionadas com fen menos de agita o muito energ ticos tempestades at voltar sua situa o inicial antes da alimenta o artificial O programa implementado a n vel nacional h v rios anos nos Pa ses Baixos prev que em m dia cada uma das praias seja artificialmente alimentada em cada intervalo de cinco anos Veloso Gomes et al 2006 Antes da alimenta o entre Setembro de 2001 e Julho de 2007 desapareceram cerca de um
18. o longitudinal do material sedimentar deve ser realizada fora da zona directa de influ ncia da embocadura de modo a minimizar a probabilidade de retornar a esta e ao mesmo tempo maximizar o potencial de integra o no sistema litoral activo de transporte CEM 2003 O material deve ser largado na praia ou imediatamente junto a esta ou em guas superficiais junto costa A dist ncia longitudinal m nima em rela o embocadura para coloca o do sedimento pode ser determinada atrav s de uma an lise de refrac o transporte como descrita por Kana e Stevens CEM 1992 Em alternativa modelos de altera o da morfologia costeira podem ser empregues como o modelo unidimensional de Perlin e Dean 1983 CEM 2003 ou GENESIS CEM 2003 Hanson e Kraus 1989 Mais uma vez o principal objectivo o de definir a dist ncia para a qual a influ ncia local do potencial de transporte da embocadura diminuta Quando a coloca o directa do sedimento transposto na praia ou em guas muito superficiais n o poss vel a coloca o junto costa pode ser uma alternativa Na gest o de sedimentos de uma embocadura o principal objectivo o de criar uma berma activa a partir da qual o sedimento colocado ir migrar em direc o costa e voltar para o sistema litoral activo Hands e Allison 1991 CEM 2003 apresentam um modelo anal tico que permite prever a profundidade em rela o aos fundos marinhos a que deve ser coloca
19. xima na ordem dos 3 88m ZH e a baixa mar m nima na ordem dos 0 12m ZH o n vel m dio das guas do mar encontra se nos 2 0 m ZH As correntes costeiras que se fazem sentir neste tro o de costa s o as seguintes correntes de origem oce nica correntes devidas ao vento correntes de mar e correntes devidas agita o Para a costa noroeste portuguesa em termos do regime litoral as correntes provocadas pela agita o mar tima ao rebentar junto costa com uma certa obliquidade s o o principal agente fisiogr fico pois s o estas correntes longitudinais que transportam as areias postas em suspens o pelo rebentar das ondas dando origem ao denominado transporte s lido litoral Verifica se que a quase totalidade da agita o cerca de 70 se concentra no octante NW Esta distribui o corresponde de facto s situa es que mais frequentemente se verificam junto costa oeste de Portugal resultantes da ondula o NW gerada no Atl ntico norte e de vagas associadas ao regime de ventos local As direc es rodam ligeiramente a norte nos meses de ver o relativamente aos de Inverno De facto ocorrem por vezes sobretudo durante o Inverno condi es de agita o de SW originadas pelo regime de ventos local IPM 2000 Quanto distribui o de alturas verifica se que cerca de 79 das ondas t m alturas inferiores a 3 metros sendo mais frequentes as de 1 a 2 metros com aproximadamente 40 das ocorr ncias Cerc
20. 34 3 1 6 SISTEMAS COM DESCARREGADORES INCORPORADOS NOS QUEBRAMARES WEIR JETTIES 38 3 1 7 LOCALIZA O DAS DESCARGAS DE MATERIAL SEDIMENTAR uunanennnensnsnnnannnnennnennnennnnnnnnnnnnnneonnennnnn 41 3 1 8 CAPACIDADE DE UM SISTEMA DE TRANSPOSI O sessi trennen 41 3 1 9 CUSTOS sin vien ERR OE SERERE ERR GREG E nd 43 3 2 PROJECTOS INTERNACIONAIS IMPLEMENTADOS eene 43 4 APLICA ES A CASOS PORTUGUESES 49 4 1 ENQUADRAMENTO cc ati a LA RS QUA 49 4 2 BARRA DA FIGUEIRA DA FOZ eee 49 4 2 A CARACTERISTICAS GERAIS 2 20 00 Culte seu ERA d ene de RA Se A eap aded 49 4 2 2 PROCESSOS HIDROMORFOL GICOS E SEDIMENTARES esee nnne 51 4 2 2 1 Opera es hist ricas relevantes conan eene 51 4 2 2 2 Din mica Sedimentar eee esee 52 4 2 3 ESTIMATIVAS DA DIREC O E INTENSIDADE DO TRANSPORTE SEDIMENTAR eere 54 4 3 PRAIA DA AGUDA ss stipe apap s pe nica nte 56 4 3 1 CARACTERISTICAS GERAIS 2 dai ld 56 4 3 2 ESTIMATIVA DO ASSOREAMENTO ANUAL nase enlarge 58 4 4 COSTA DA GAP RICA 59 INTRODU O A exco vv PER ae 59 vi Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 4 4 2 CARACTER
21. 52 7 x 10 m por ano Estima se que no total foram dragados no sector estuarino em an lise cerca de 905x10 m de sedimento numa m dia de TI x10 m 0 11m por ano Os levantamentos de Out 84 e Jun 96 s o praticamente coincidentes possuindo batimetrias similares pelo que se pode concluir que os volumes removidos correspondem ao assoreamento nesse mesmo per odo Entre Jun 96 e Mar 00 realizaram se dragagens de aprofundamento do canal e da barra de 4m para 7m ZH no valor de 1012x10 m dragagens no terminal de gran is s lidos 470 x10 m junto ponte 71x10 m e dragagens de extrac o cont nua no anteporto e barra na ordem dos 265 x10 m No total foram dragados no sector estuarino em an lise cerca de 1853x10 m de sedimento entre Jun 96 e Mar 00 O levantamento de Mar 00 apresenta maiores profundidades em geral que o levantamento de Jun 96 pode considerar se globalmente o Mar 00 a 6m ZH e o Jun 96 a 5m ZH O maior volume de sedimento removido no per odo de Jun 96 a Mar 00 1853x10 m em rela o ao removido no per odo entre Out 84 e Jun 96 905 x 10 m deve resultar essencialmente do aprofundamento global de cotas efectuado de 5 ZH para 6 ZH e do facto de a remo o de areias na praia junto ao molhe norte ter cessado em 1996 Como se parou de extrair areia da praia norte a totalidade do sedimento em deriva litoral ultrapassa agora o molhe norte que se encontra saturado aumentando o assoreamento que afecta o
22. 8 Tal como para a Aguda o sistema seria m vel podendo o pont o operar em v rias zonas interiores ao portinho conforme necess rio ou at mesmo no exterior deste junto ao quebramar de barlamar quando a agita o assim o permitisse O estudo foi feito tamb m com ambas as marcas de bombas Toyo e Tsurumi construindo gr ficos e quadros representativos das caracter sticas das bombas e da instala o embora as bombas Tsurumi n o pare am partida possuir as caracter sticas necess rias para lidar com os 100000 metros c bicos anuais 5 2 1 BOMBAS TOYO Devido ao maior volume envolvido em rela o praia da Aguda foi testado um novo grupo de bombas DP40B 50B 75B e 100B com maior capacidade m xima 360 m h combinadas com D200 conforme exemplificado na figura 5 9 O quadro 5 3 resume o estudo em termos dos pontos de funcionamento encontrados para L 1000m e do n mero de horas de bombagem di ria bem como 82 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Zona de ac o de um sistema grua bomba operando a partir da costa 1000m Figura 5 8 Poss vel tra ado da conduta google earth D200 DP40B 50B 75B 100B DP100B 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 O mBh Figura 5 9 Curvas da instala o e das bombas para D200 mm 83 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Quadro 5 3 Caracter sticas de
23. Hrs dia ano energia da U m s para bombado m dia kwh euros conduta L 1000m ano euros D125 GPN3 100 Q m3 h H m NKZ3 Q m3 H m 84 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Conforme exposto no quadro 5 4 utilizando as bombas Tsurumi consegue se na melhor das hip teses uma m dia hor ria de opera o de 10 2h a 53 m h Este valor m dio parece claramente exagerado e n o compat vel com a manuten o da bomba e per odos de maior agita o em que esta n o poder ser operada havendo o risco de n o obter a produtividade esperada anualmente 5 3 FIGUEIRA DA FOZ Nos casos da Figueira da Foz e de Aveiro foram feitas duas abordagens A primeira consistindo numa solu o de bombagem instalada no quebramar norte dos portos Devido aos maiores volumes envolvidos ser necess rio recurso a um conjunto de bombas para fazer a transposi o para as praias a sul um pouco imagem dos casos australianos do rio Nerang ou Tweed Anexo 1 Numa segunda abordagem s o propostas solu es peri dicas com o recurso utiliza o de dragas 5 3 1 ESTA O DE BOMBAGEM INSTALADA NO QUEBRAMAR NORTE Nos casos de Vila Praia de ncora e Aguda foram testadas duas marcas de bombas Toyo Tsurumi Contudo para a Figueira da Foz e para Aveiro apenas ser o testadas as bombas Toyo pelo simples facto de as bombas Tsurumi n o possu rem as capacidades suficien
24. PORTO FEU P FACULDADE DE ENGENHARIA UNIVERSIDADE DO PORTO AVALIA O DOS PROCESSOS DE TRANSPOSI O ARTIFICIAL DE SEDIMENTOS EM EMBOCADURAS JO O PEDRO TORRES PINHEIRO Relat rio de Projecto submetido para satisfa o parcial dos requisitos do grau de MESTRE EM ENGENHARIA CIVIL ESPECIALIZA O EM HIDR ULICA RECURSOS H DRICOS E AMBIENTE Orientador Professor Doutor Fernando Veloso Gomes Co Orientador Professor Doutor Francisco Taveira Pinto JULHO DE 2008 MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 2007 2008 DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL Tel 351 22 508 1901 Fax 351 22 508 1446 miec fe up pt Editado por FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO Rua Dr Roberto Frias 4200 465 PORTO Portugal Tel 351 22 508 1400 Fax 351 22 508 1440 feup fe up pt A http www fe up pt Reprodu es parciais deste documento ser o autorizadas na condi o que seja mencionado o Autor e feita refer ncia a Mestrado Integrado em Engenharia Civil 2007 2008 Departamento de Engenharia Civil Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Porto Portugal 2008 As opini es e informa es inclu das neste documento representam unicamente o ponto de vista do respectivo Autor n o podendo o Editor aceitar qualquer responsabilidade legal ou outra em rela o a erros ou omiss es que possam existir Este documento foi produzido a partir de vers o electr nica fornecida pelo
25. Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 5 6 4 AVEIRO 94 Quadro 5 15 custos em euros Custo da Custos com a Pre o das Custos de conduta i E D250 ae ee manuteng o 2000m 5 bombas anuais 125940 49200 453130 25175 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 6 CONCLUS ES E DESENVOLVIMENTOS FUTUROS A transposi o artificial de sedimentos uma potencial solu o para os problemas de eros o de praias adjacentes a embocaduras e assoreamento destas e com aplica o no panorama internacional O assoreamento de portos e suas embocaduras est intimamente ligado aos efeitos nas praias adjacentes e de modo a se obter uma eficiente gest o de sedimentos em termos f sicos econ micos e ambientais dever se ter uma perspectiva conjunta dos objectivos de navega o e protec o costeira n o os isolando um do outro A gest o de sedimentos dragados de um porto ou de uma embocadura ser ent o mais bem sucedida se o problema for abordado como um sistema integrado A dificuldade e incapacidade que existe muitas vezes na avalia o das direc es intensidades e varia es do transporte litoral respons vel por muitos dos problemas de assoreamento de portos e eros o das praias adjacentes sendo fundamental uma eficaz compreens o das din micas sedimentares e fluxos de transporte locais localiza o de bancos de areia e batimetria junto costa No caso de sistemas
26. Wales fronteira de Queensland na costa este da Austr lia Em Dezembro de 1999 os governos estaduais de New South Wales e de Queensland anunciaram a realiza o de um contrato para um cons rcio liderado pela McConnell Dowell Constructors aust Pty Limited para o desenvolvimento e opera o de um sistema permanente fixo de transposic o de areias para a Tweed River entrance Objectivos do Projecto Estabiliza o e manuten o de um canal de navega o seguro livre da cr nica acumula o de sedimentos Mitiga o da eros o e manuten o das praias a sul da Gold Coast a Norte da entrada da embocadura atrav s de um cont nuo fornecimento de areia com uma taxa de transfer ncia consistente as taxas de transporte natural Dados Estat sticos e Caracter sticas T cnicas O transporte natural predominantemente de sul para norte com um balango aproximado de 500000 m ano 110 O sistema foi projectado para bombar entre 250000 a 1000000 de metros c bicos de areia por ano as bombas podem transpor at 12000 metros c bicos por dia O Tweed River usado desde o s culo dezanove como porta de entrada ao com rcio A acumula o de areias nos fundos e a forte agita o mar tima sempre foram um problema navega o o que levou constru o de quebramares no final do s culo dezanove Mesmo assim era necess rio recorrer a dragagens Em 1960 os quebramares foram prolongados de modo a melh
27. a impor tem como fun o impor as condi es dos trabalhos os per odos do ano acessibilidades per metros de interven o volumes m ximos tipos de equipamentos e motores t cnicas de dragagem remo o controlo de ru dos emiss es e derrames Veloso Gomes 2001 A granulometria das areias deve tamb m ser controlada sendo desej vel que as opera es de alimenta o utilizem areias com granulometrias pr ximas das existentes no tro o a alimentar o que nem sempre poss vel j que geralmente as fontes de sedimentos n o abundam nem em quantidade nem em qualidade existindo ainda outros factores ambientais e econ micos a ponderar Veloso Gomes 2001 As praias alimentadas com granulometrias maiores ser o mais est veis mas consequentemente mais declivosas com poss veis implica es a n vel da comodidade balnear enquanto que as granulometrias menores s o potencialmente mais inst veis o que tem como consequ ncia uma mais r pida eros o por ac o das ondas do mar 30 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 3 1 5 EQUIPAMENTO PARA TRANSPORTE E DESCARGA DE SEDIMENTO 3 1 5 1 Descarga por tubagem hidr ulica pipeline O equipamento dispon vel para o transporte e descarga do sedimento recolhido vari vel em quantidade e concep o Estas opera es constituem um problema t cnico com custos a adicionar s opera es de dragagem propriamente ditas As solu es de repuls o para te
28. a cidade da Figueira da Foz utilizado por navios de pesca comerciais e de recreio o que o torna relativamente movimentado por navios de algum porte A sua praia pr xima uma est ncia balnear de grande concentra o no Ver o e de Novembro a Fevereiro a barra costuma fechar em m dia cerca de 30 dias devido ondula o relacionada com os ventos de W e NW que se propaga atrav s dos molhes tornando a barra impratic vel Tem como far is o Cabo Mondego Penedo da Saudade Nazar Berlengas e Cabo Carvoeiro Z Pelas suas caracter sticas no mbito comercial um porto vocacionado para dar resposta ao desenvolvimento do transporte mar timo de curta dist ncia TMCD No ano 2000 o sector comercial do porto movimentou 903000 toneladas com um correspondente tr fego de 356 navios comerciais revelando um aumento de 17 e 13 respectivamente em rela o ao ano de 1999 A pesca constitui tamb m um importante sector de mbito econ mico e social o volume de pescado transaccionado ultrapassou em 2000 as 9000 toneladas 9 5 milh es de euros O sector de recreio tem registado uma cada vez maior procura de instala es 49 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras J h algum tempo que est o previstas obras de melhoria e actualiza o das condi es do porto da Figueira da Foz sendo que o Instituto Portu rio e os Transportes Mar timos lan ou a 08 02 07 dois concursos p blicos globalmente avaliados em 1
29. a exist ncia de um balan o a longo prazo d cadas ou mais entre o fluxo de gua na embocadura e o transporte sedimentar para e da embocadura e praias adjacentes A curto prazo dias a anos os eventos c clicos como altera es na agita o incidente devido s esta es clim ticas ou s tempestades podem temporariamente perturbar este equil brio Assim sendo embora uma embocadura possa estar em equil brio din mico pode ainda assim necessitar de dragagens para manter as condi es de navegabilidade Uma embocadura n o equilibrada acumular grande parte do sedimento proveniente da deriva litoral n o proporcionando o natural transporte para sotamar a partir do banco de areia de vazante Este comportamento pode estar patente imediatamente ap s a forma o da embocadura e medida que esta vai amadurecendo aumenta a transposi o a partir do banco de rea de vazante Exemplos tipo de embocaduras que n o se encontram em estado de equil brio din mico incluem aquelas que migram ao longo da costa encerram devido acumula o de areias no canal de navega o ou est o a sofrer de estreitamento alargamento Para que uma embocadura se mantenha aberta necess rio que o sedimento que nela penetra seja divergido dos seus canais principais ou estes t m de sofrer transla o Se o sedimento n o transposto atrav s da embocadura tem de ser transportado por ondas ou correntes para longe da garganta da embocadura d
30. a praia de S Jo o Inverno 2006 2007 consistindo numa ripagem de areias para reajuste do perfil de praia e refor o do que restava do cord o dunar As interven es estiveram associadas s consequ ncias dos temporais ent o registados Veloso Gomes et al 2006 Paralelamente aos problemas de eros o ocorrem elevadas press es urban sticas e tur sticas que t m como consequ ncia o aumento das dificuldades e da complexidade da gest o desta zona costeira A rea urbana apresentou um acentuado crescimento no per odo entre 1972 e 1996 De modo a minimizar as consequ ncias do avan o do mar na zona em quest o foram apresentadas diversas propostas de solu es FEUP IHRH 2001 Todas as alternativas estudadas consideraram a reabilita o da obra de defesa aderente existente porque esta vital na protec o da rea urbana A proposta vencedora foi a denominada op o 4 FEUP IHRH 2001 que consiste em 3 fases resumidamente Encurtamento de 3 espor es existentes e reabilita o dos restantes reperfilamento da obra aderente existente 1 fase Alimenta o artificial de areias 2 fase 60 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Porto da NATO Ocean Atl ntico Figura 4 6 Recuo da restinga e da linha de costa da Figueira da Foz ao longo dos anos Eurosion 2006 Eventual remo o dos 3 espor es pequenos e prolongamento dos restantes 3 fase ap s programa
31. anuais Actualmente o Rio Douro apenas contribui com uma pequena percentagem de sedimento estimado em 250000 metros c bicos por ano como resultado da constru o de barragens que provocaram a redu o das velocidades com consequente diminui o do poder de eros o do leito e margens do rio e assim a quantidade de sedimentos transportados As 68 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras OBRA ADERENTE ESPOR O WE OBRA ADERENTE ESPOR O Figura 4 10 Futuras obras de protec o costeira nas praias de Costa Nova Mira e Vagueira a sul do porto de Aveiro Eurocoast 2006 taxas de transporte sedimentar n o est o dispon veis ou n o existem Veloso Gomes et al 2006 Para al m das raz es enunciadas nos pontos anteriores para o progressivo emagrecimento das praias a perda do potencial de transporte sedimentar do Rio Douro e do sistema lagunar de Aveiro s o tamb m importantes factores de eros o O PROT CL defende uma pol tica de protec o deste tro o costeiro apontando medidas de ordenamento e de transposi o artificial e de alimenta o de areias Veloso Gomes et al 2006 J o POOC de Ovar Marinha Grande aprovado no ano 2000 considera que a transposi o ao restabelecer a alimenta o deste trecho costeiro resolveria por muitos anos os problemas existentes sendo que o POOC afirma tamb m que processo necess rio concretiza o de um projecto de tran
32. areia pode ser practicamente recuperada da pr pria embocadura e transferida tornando assim de central import ncia projectar a embocadura e as pr cticas de dragagem de modo a que se procure maximizar o grau em que o sedimento pode ser interceptado recuperado e transferido Se os caminhos de transporte carregarem o sedimento para locais onde por motivos t cnicos ou ambientais n o seja poss vel recuper lo esse sedimento ser perdido e tornar assim imposs vel a sua transposi o CEM 2003 Em resumo fundamental manter o controlo de sedimento que entra no sistema da embocadura pois o sedimento s pode ser transferido se puder ser previamente recuperado 3 1 2 PRINCIPAIS SISTEMAS DE TRANSPOSI O ARTIFICIAL DE SEDIMENTOS 3 1 2 1 Sistemas fixos Entre os casos internacionais de sistemas fixos j implementados s o de salientar os casos Australianos do rio Nerang e do rio Tweed ver Anexo 1 pelo seu elevado sucesso e por serem raros sistemas deste tipo envolvendo instala es de t o grande envergadura Entre os exemplos de sistemas fixos pode se tamb m referir o caso do South Lake Worth Inlet na Florida EUA Anexo 1 embora este de muito menor dimens o e diferente concep o Aos sistemas fixos est o normalmente associadas transfer ncias cont nuas de sedimento Basicamente s o sistemas estacion rios de dragagem dos sedimentos projectados constru dos e operados para uma localiza o espec fica Os equipam
33. as curvas das bombas retiradas a partir dos cat logos t cnicos e desses gr ficos foram retirados os diversos pontos de funcionamento admiss veis 77 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 5 1 1 BOMBAS TOYO Para o caso da praia da Aguda foi testada um conjunto de bombas cuja capacidade m xima ascendia aos 90 m h DP15 DP20 DP30 e um outro grupo cuja capacidade ascendia aos 190 m h DP15B DP20B DP30B Foram estas as bombas testadas porque o volume a transportar 60000 h relativamente pequeno e as caracter sticas destas bombas s o em princ pio suficientes As figuras 5 4 e 5 5 representam gr ficos com as curvas da instala o cruzadas com as curvas das bombas para os di metros D125 e D150 As bombas DP15 DP20 DP30 t m um outlet de 100mm pelo que os di metros a utilizar para a tubagem de descarga n o dever o ser muito diferentes deste valor enquanto que as bombas DP15B DP20B DP30B t m um outlet de 150mm E Ary vA v wu q We T A y sa da NOS N Zona de ac o do pont o flutuante Figura 5 3 Configura o da conduta google earth 78 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras A partir destes gr ficos foi constru do um quadro com todos os pontos de funcionamento encontrados do qual se apresentam apenas os valores relevantes a L 1000m comprimento da tubagem por ser o determinante na escolha da bomba O quadro 5 1
34. aumento da capacidade mec nica do sistema n o surtir efeito na produtividade em geral CEM 2003 Nos casos em que a transfer ncia de areia limitada pelos ritmos de enchimento das crateras aumentos no balan o da produtividade requerem que as bombas sejam movidas individualmente durante o dia ou que se usem m ltiplas bombas Movimentar uma bomba implica que esta possa ser fisicamente transportada para outro local ou que o equipamento de aspira o desta seja montado num suporte m vel O objectivo aumentar o volume da cratera A experi ncia diz que no caso de sistemas fixos as crateras tendem a acumular material de maior granulometria nas suas margens resultando em menores volumes da pr pria cratera CEM 2003 No caso geral em que o sedimento contido numa armadilha de sedimento n o suposto servir como fonte de alimenta o das praias quando a direc o do transporte longitudinal reverte a capacidade da armadilha deve ser projectada para acomodar todo o material incidente a essa parte da embocadura onde ela se encontra durante o intervalo de tempo entre as opera es de transposi o Acomoda es para varia es nas taxas de transporte anual ou sasonal devem ser tidas em conta No m nimo deve se examinar a varia o estat stica das taxas de transporte total em rela o m dia Para al m disto n o se deve assumir que a deposi o na armadilha ser uniforme A utiliza o correcta de armadilhas de sedimento
35. canal de navega o de acesso ao porto de Lisboa no estu rio do Tejo as dragas deslocavam se at uma dist ncia conveniente da zona da praia a encher onde se encontrava uma b ia e liga es de acoplamento e efectuavam a repuls o de uma emuls o areia e gua do mar atrav s de tubagem para a praia D 600mm cerca de 700 m pousada no fundo marinho na zona da praia foram promovidos o espalhamento e nivelamento das areias bombadas com equipamento mec nico terrestre com as opera es a decorrerem de Sul para Norte Veloso Gomes et al 2006 Nos locais de descarga ao longo da praia n o foram detectados sinais de peixes e de outros seres vivos na descarga de areias emulsionadas com gua 30 areia e 70 gua do mar indicador de que na zona de dragagem no canal de navega o n o estaria a ser afectada a vida marinha de uma forma significativa Veloso Gomes et al 2006 As areias depositadas na praia estavam limpas e tinham granulometrias m dias e finas Muito ocasionalmente uma pequena frac o de algumas das descargas tinham areias muito finas e de aspecto mais escuro Veloso Gomes et al 2006 naturalmente esperado que a reconfigura o da linha de costa ap s a alimenta o artificial evolua ao longo do tempo por ac o da agita o mar tima sendo previs vel uma progressiva perda de areal a exemplo do que tem acontecido nos ltimos anos A m dio longo prazo natural que os efeitos positivos s possam ser atin
36. continental considerado um porto de primeira classe com grande import ncia para a regi o devido sua favor vel localiza o para actividades industriais que por sua vez promovem as oportunidades de emprego e o n mero de jovens que se instalam na rea Para al m disso funciona como liga o internacional para a economia local Est dividido em cinco reas ao longo de um canal de 9 km de comprimento dois terminais comerciais um a norte e outro a sul um sector industrial e duas docas de pesca 65 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras IE coc jm Image 08 Digita G vi ITA ogie CostalNovaido Prad 2008 Pag narillas es Ponteiro 40238 36 16 N 8543 59741770 elev iim Fluxo 100 Altitude do ponto de vis o 6 27km f t en 2008 Europastechnologiest Google 08 Eurc echnologies y n gt Og or Figura 4 8 Porto de Aveiro A ocupa o do territ rio na rea est maioritariamente relacionada com actividades ligadas agricultura com algumas zonas urbanas e florestais importantes para al m da j referida rea portu ria A lagoa de Aveiro tamb m importante devido sua influ ncia na rea adjacente inclu ndo a zona costeira O facto de a maior parte das zonas urbanas estarem demasiado pr ximas da costa cria conflitos que necessitam ser mitigados por obras de defesa costeira que podem ser observadas ao longo do tr
37. de monitoriza o A primeira fase foi conclu da com sucesso entre Outubro de 2004 e Maio de 2006 sem assinal veis conflitos com as partes interessadas e sem acidentes com um custo avaliado nos 8 milh es e 200 mil euros e com um prazo de execu o de 20 meses Entre 19 de Julho e 1 de Setembro de 2007 foi 61 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras iniciada a segunda fase da obra concretizando se uma empreitada de alimenta o artificial de areias enchimento de perfil e berma pr xima da costa com um montante total de 500 000 metros c bicos sendo que o total projectado se encontra nos 3 milh es de metros c bicos estudo FEUP IHRH As manchas de empr stimo s o de origem off shore especificamente caracterizadas pelo Instituto Hidrogr fico para este efeito e ou em dragagens da Administra o do Porto de Lisboa para fins portu rios Veloso Gomes et al 2006 A empreitada teve um custo de cerca de dois milh es e novecentos mil euros com encargos repartidos entre a Administra o do Porto de Lisboa S e a Sociedade Costa Polis S A sendo o INAG a entidade gestora A opera o de enchimento ocorreu entre os espor es EC4 da Costa da Caparica e o espor o Sul da Cova do Vapor EV1 incluindo portanto toda a praia de S Jo o Veloso Gomes et al 2006 figura 4 7 A alimenta o foi realizada com duas dragas dinamarquesas de suc o e arrasto Ap s o enchimento dos por es na zona de empr stimo
38. de transposi o baseados em bombas e esta es de bombagem a tend ncia actual a de estes evolu rem para uma maior mobilidade e flexibilidade e para m ltiplos locais de actua o das bombas de modo a aumentar a produtividade A produtividade destes sistemas est limitada pelas taxas de enchimento das crateras de aspira o das bombas que por sua vez dependem das din micas sedimentares locais Um dos principais problemas que afecta estes sistemas a acumula o de detritos s lidos e lixos nas crateras de aspira o o que diminui a produtividade e provoca danos nas bombas e tubagens podendo levar necess ria substitui o destas ou repara o Outros problemas com estes sistemas quer sejam fixos m veis ou semi m veis incluem limita es operacionais impostas por considera es sociais ou recreativas limita es relacionadas com propriet rios de terrenos adjacentes ou limita es ambientais A natureza do sedimento a transportar para sotamar e a sua granulometria deve ser comparada com a das praias de modo a avaliar a compatibilidade destas Os locais a dragar devem ser tamb m cuidadosamente inspeccionados para avaliar a presen a de contaminantes Relativamente a Portugal embora n o haja experi ncia com este tipo de sistemas torna se evidente em diversos locais a necessidade de uma maior consciencializa o dos problemas de assoreamento eros o existentes e a implementa o de alternativas a solu es anteriores ou fal
39. e fixa o de uma embocadura artificial aconteceu em 1808 Entre 1932 e 1936 ocorreu a primeira fase das Obras de Melhoramentos da Barra com a constru o de 470 m do molhe norte e 3000 m de diques reguladores de correntes Entre 1935 e 1936 existiram dragagens do canal de acesso a Aveiro entre as Duas guas e o ancoradouro da Gafanha realizada com o objectivo de facilitar o acesso navega o regularizar o canal e aumentar o prisma de mar s Em 1950 1951 procedeu se a obras de extens o do molhe norte prolongado em 300 m de forma a minorar o assoreamento da barra e entre 1950 e 1960 segunda fase das Obras de Melhoramento da Barra com prolongamento do molhe norte em 400 m no sentido do mar e a constru o de um novo molhe sul com 800 metros de comprimento enraizado na praia exterior Entre 1983 e 1987 procedeu se a novo prolongamento do molhe norte em cerca de 550 m de comprimento Figura 4 9 Barra de Aveiro google earth 4 5 2 CARACTER STICAS HIDRODIN MICAS E PROCESSOS SEDIMENTARES O regime de agita o mar tima na costa de Aveiro o energ tico regime caracter stico da costa noroeste portuguesa e que j foi descrito no ponto 4 2 para o caso da Figueira da Foz Devido a esta energ tica actividade mar tima solicitante e ao facto de existirem evid ncias que ap s centenas de anos de progress o do areal em direc o ao mar uma din mica morfol gica na direc o inversa vem ocorrendo diverso
40. eae CERE 1 NICE om um HR NCC NER 120 t Agitator heavy GPN Agitator ime NKZ Agitator duty slurry pump duty sand pump purpose sand pump Figura A2 3 Bombas Tsurumi 125 126 Standard Accessories 400V 1 Cable 20m 50Hz 1 Hose coupling 1 Agitator Heavy Duty Sand Pump A special steel impeller and suction plate have greatly increased the pump s life The casing is designed to have wide passing area thorough thickness and anti abrasion material PSE SEH 17 mjo Mocel Cau lan ch ed fidei iudi wings Ghramium Grey ron citing akon in at bath Ira bein class E B pis ATUS dol buien tuto vom MON aeree we mete nome OmdwegeCoemcten Figura 2 4 Bombas Tsurumi Standard Accessories N K 7 400V 1 Cable 20m 50Hz 1 Hose coupling 1 Agitator Dry mig t of the purp win atis All Purpose Sand Pump All pumps in this series provide very smooth passage of sandy earth and slime A forcibly cooled motor ensures long and continuous pump operations exposed to the air ERE E E mese qem COMENTO Deum mamme NW Chromium owing ELA Ervin von cate esse arenas mansus mn Fra Pe o ie ma ape IC Vee da ESSE EEN D dal Figura A2 5 Bombas Tsurumi 127
41. eene entente nnns 23 3 2 a Sistema semi m vel b Sistema m vel sse nennen 24 3 3 ou balde de maxilas escavadora montada numa pequena barcaga 25 3 4 Barcaga de grande volume de 26 3 5 Bomba submersivel em funcionamento sse 27 3 6 Bomba s bmersiVel uer eae ton t RR ete arat ua e Poen euch lage ee 27 3 7 Bacia de deposi o ou t mbulo de areia induzido por quebramar destacado 29 3 8 Banco de areia provocado pelo 29 3 9 Descarga de sedimento fluidificado atrav s de tubagem 31 3 10 Descarga atrav s de um sistema de tubagem barcaga 32 3 11 Descarga a partir da abertura dos por es eee menn 32 3 12 Descarga em arco ris trt nnns 33 3 13 Esquema tipo de uma draga de suc o n o 34 3 14 Draga de suc o n o estacion ria nersnsessnennsnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnannenn nn 35 3 15 Esquema tipo de uma draga de succ d unensnneenessnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn
42. jacto descarregada atrav s de 24 cm numa palataforma elevada pipe flume A pipe flume de 58 cm de di metro e 370 metros de comprimento com uma inclina o de 2 5 graus permite um escoamento grav tico da mistura para um local de 145 de capacidade Uma bomba de refor o transfere a mistura acumulada atrav s de um tubo passando pela entrada da embocadura at tr s pontos de descarga ao longo da praia a sotamar norte O sistema controlado por computador permitindo o funcionamento noite para tomar vantagem dos menores pre os de electricidade Durante o dia dois empregados operam GOLD STRADBROKE PIPE FLUME GRAVITY FLOW SOUTH q COAST ISLAND SLURRY PIT __ Bombas de jacto de grande press o Esta o de bombagem Bombas ul de baixa press o de jacto Tomada de Sm gua limpa Figura A1 2 Esquema de funcionamento CEM 2003 Figura A1 3 Tubagem de descarga 2002 Figura A1 4 Ponte Cais de recolha de areia 2002 Fontes Malcolm Pound 2002 The Use of Fixed Sand Bypassing Systems at Tidal Entrances 02 10 07 Gregory L Williams James E Clausner 1990 Dredging Research Technical Note Fixed Sand Bypassing Plant an Update US Army Engineer Waterways Experiment Station http el erdc usace army mil dots drptnote drp3 03 pdf 02 10 07 Sasha Zigic 2005 A Methodology to Calculate The Time Varyng Flow Through A Hydraulic Structure Connecti
43. jacto do seu suporte Entre 1987 e 1988 uma bomba de jacto de grande di metro 23 cm foi introduzida para dragar e transferir os detritos que cronicamente se acumulavam no fundo das crateras Esta bomba est designada para opera es peri dicas em cada uma das crateras de aspira o das bombas de jacto 106 Quadro 1 Australianos 1987 1988 1989 electricidade 198 6 161 1 82 8 sal rios e custos associados 53 5 57 5 76 8 repara es e 376 88 2 103 5 manuten o total 289 2 306 8 363 1 end 0 59 0 68 1 9 m E 1 7 Quadro A 2 Ano Electricidade kwh 1986 2 29 1987 2 60 1988 2 83 1989 3 60 Caracter sticas T cnicas Devido forte agita o mar tima na zona estu ria conduzindo a um elevado transporte longitudinal ao longo da costa o governo de Queensland construiu o projecto da gold coast seaway para estabilizar a embocadura natural que se movia para norte Concluiu se que os quebramares por si s n o seriam suficientes para tratar o problema por efeito do elevado transporte sedimentar e admitiu se assim uma solu o de transposi o artificial de areias bypass Planos para a transposi o de areias foram inclu dos desde o in cio fazendo deste projecto provavelmente o primeiro sistema fixo de transposi o de areias no mundo projectado e constru do como parte integrante de um projecto de grande dimens o de
44. limita es mec nicas e etc A taxa de enchimento da cratera S ir exceder a efectiva capacidade de transposi o do sistema E se s gt la 1216 e 2 onde Tb o tempo entre o in cio de eventos subsequentes de dragagem Por exemplo para opera es di rias Tb 24h Valores indefinidos do radical indicam que o sistema est limitado pela capacidade volum trica da bomba durante o intervalo de tempo Tb e n o pelo volume da cratera A distribui o das taxas de acumula o de sedimento das crateras pode ser aproximada por uma distribui o de Rayleigh centrada na taxa m dia de acumula o do local A taxa m dia de acumula o da embocadura pode ser aproximada a partir de dados existentes de transposi o o valor m dio do volume transposto dividido pelo tempo que precede cada opera o de transposi o CEM 2003 A percentagem de tempo em que a equa o 3 3 verdadeira indica a percentagem de tempo na qual o sistema limitado pela sua capacidade mec nica ou seja aquele espa o de tempo em que a cratera j se encontra novamente preenchida antes do pr ximo ciclo de bombagem do sistema poder 42 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras iniciar se A percentagem de tempo em que a equa o falsa indica que nesse per odo a cratera ainda n o foi capaz de se preencher totalmente com sedimento embora o sistema de transposi o j esteja preparado para come ar novo ciclo Neste caso o
45. m do processo natural de enchimento da bacia a realiza o de obras no Mondego barragens correc o da rede hidrogr fica projecto hidrogr fico do baixo Mondego e a regulariza o do tro o naveg vel do bra o Norte provocaram um conjunto de impactes do ponto de vista hidrol gico sedimentar ecol gico e paisag stico que conduziram perda de importantes sectores estuarinos e altera es profundas noutros A altera o funcional o aumento da 50 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras intensidade da explora o econ mica do territ rio a contamina o e polui o das guas e solos e a pr pria ac o dos processos erosivos costeiros adjacentes est o a provocar a r pida degrada o da paisagem e ecologia estuarinas Jos Lu s G S Ribeiro 2002 A rea a sul do estu rio do Mondego actualmente uma zona de risco em termos ambientais devido s ac es antr picas pelo que a transposi o artificial de sedimentos se justifica ainda mais como medida mitigadora de impactes 4 2 2 PROCESSOS HIDROMORFOL GICOS E SEDIMENTARES 4 2 2 1 Opera es hist ricas relevantes Embora os estu rios possuam geralmente boas condi es ao estabelecimento de portos comerciais com boas condi es de abrigo face agita o e acessibilidade fluvial muito para montante os controlos da din mica sedimentar t m levado ao seu assoreamento progressivo na generalidade dos estu rios e portos O estu rio do Mondego
46. milh o de metros c bicos de areia s em frente praia de S Jo o Considerando outras perdas j anteriormente detectadas 800 000 metros c bicos em frente aos espor es da Costa da Caparica entre os levantamentos de Setembro de 2001 e de 2004 pode se estimar que entre 2001 e 2007 a perda de areias foi da ordem dos 2 milh es de metros c bicos cerca de 290 000 metros c bicos por ano Veloso Gomes et al 2006 Este n mero serve como primeira estimativa para os valores m dios anuais da deriva ou transporte litoral para a zona da Costa da Caparica e permite ter uma ideia da durabilidade prov vel das interven es de alimenta o se as condi es se mantiverem As areias das eros es depositam se em bancos nas imedia es da margem esquerda do canal de navega o de acesso ao porto de Lisboa e contribuem para a colmata o desse cana prejudicando a navega o Se as areias forem dragadas e colocadas fora do subsistema da Costa da Caparica Cova do Vapor tal como sucedeu nas ltimas dezenas de anos a situa o neste tro o de plan cie costeira continuar a ser muito cr tica O d fice sedimentar preocupante As opera es de alimenta o artificial com areias visam a minimiza o dos graves erros cometidos na gest o de sedimentos com consequ ncias graves Veloso Gomes et al 2006 4 5 BARRA DE VEIRO 4 5 1 INTRODU O No contexto nacional o porto comercial de Aveiro localizado na regi o central de Portugal
47. o do areal da praia da Figueira da Foz O molhe ao saturar passou a permitir a passagem da totalidade do caudal s lido em deriva litoral e uma parte deste passou rapidamente a assorear a barra e o anteporto A extrac o aumentou progressivamente com uma m dia anual de 400 x10 de sedimento entre 1989 e1995 Em 1996 a extrac o de areias na praia junto ao molhe norte foi interrompida Em 1990 foi introduzida uma draga de maxilas e entre 1994 e 1999 uma draga de suc o O objectivo era o de permitir uma permanente manuten o das cotas dos fundos arenosos na barra e anteporto pois apesar dos elevados montantes de areias retiradas na praia junto ao molhe norte continuou a registar se entrada de sedimentos marinhos no porto A opera o da draga teve naturalmente condicionada pelas condi es da agita o mar tima e operava preferencialmente na frente da cabe a do quebramar norte mas tamb m periodicamente no anteporto e canal de acesso ao cais comercial Entre 1990 e 1999 o volume anual m dio de areia extra do pelas dragas foi de 55x10 m totalizando 547000m n o se incluindo aqui as dragagens de regulariza o 51 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 4 2 2 2 Din mica Sedimentar Durante a maior parte do ano Portugal afectado por ondula o de WNW devido ao Anticiclone pr ximo dos A ores existindo tamb m uma menos frequente ondula o de W e SW A costa noroeste portuguesa essencialme
48. progridem em direc o costa a diminui o das profundidades provoca o seu empolamento diminuindo em comprimento e aumentando em altura at um limite em que ocorre a rebenta o A este fen meno da rebenta o associam se duas zonas distintas de ac o em rela o ao transporte sedimentar Existe uma chamada zona de rebenta o ou surf zone entre a praia e o local onde as ondas come am a rebentar e uma offshore zone ao largo que se encontra para l do local onde as ondas come am a rebentar Richard Silvester John R S Hsu 1997 O transporte sedimentar entre o local onde as ondas come am a rebentar e a berma da praia determinante no que deriva litoral diz respeito figura 2 1 O transporte sedimentar longitudinal est entre os processos mais importantes no controlo da morfologia costeira envolvendo por vezes valores na ordem dos milh es de metros c bicos Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras movimentados anualmente Em fun o do balan o sedimentar saldo entre o volume de sedimentos que entra e o que sai numa c lula em an lise num determinado per odo de tempo as praias entram em eros o acumulam sedimento ou continuam est veis Assim sendo a compreens o deste transporte essencial para a pr ctica da engenharia costeira 2 1 2 TRANSPORTE LITORAL O transporte litoral ou transporte de sedimento suspenso na gua do mar e nos fundos ao longo da costa produto de um
49. que trabalhando mar seja poss vel utilizar apenas equipamento terrestre para chegar zona interior do quebramar pr xima da extremidade sul da cabe a S com o levantamento hidrogr fico poder ser poss vel confirmar este pressuposto t cnico determinante nos custos e selec o do equipamento Veloso Gomes 2008 Para este estudo vai se partir do pressuposto que o assoreamento anual na zona abrigada da Aguda se encontra nos 60000 metros c bicos em m dia O objectivo ser recolher os sedimentos na zona abrigada transport los para as praias a Sul atrav s de um sistema de transposi o artificial de sedimentos Figura 4 5 Molhe da praia da Aguda google earth 4 4 COSTA DA CAPARICA 4 4 1 INTRODU O O sector entre a Cova do Vapor e a Costa da Caparica localizado na margem sul da embocadura do rio Tejo hoje em dia uma rea em risco devido progressiva eros o das praias da Costa da Caparica e de S Jo o com o consequente avan o do mar pondo em risco a frente urbana e a utiliza o das praias com fins balneares sendo esta uma zona costeira submetida a elevadas press es tur sticas e urbanas em especial durante o ver o Historicamente estas praias sempre foram protegidas por uma restinga natural localizada na margem sul do rio Tejo e que se projectava no sentido do farol do Bugio at 1929 No entanto entre 1929 e 1957 a restinga apresentou um recuo de cerca de 1 5 km acompanhado por um assi
50. que a superf cie fre tica quase coincidente com a linha da berma A energia associada ao espraiamento quase a mesma que existe no refluxo de tal modo que a areia arrastada ao longo da berma at zona do ressalto hidr ulico que maior que o criado pelas ondas normais ou ondas fora do per odo de tempestade Este uma das causas pelas quais o sedimento colocado em suspens o e a berma erodida pelas ondas de tempestade Richard Silvester John R S Hsu 1997 O outro factor respons vel pela eros o da berma o elevado fluxo de gua infiltrado na areia que regressa ao mar Na zona do ressalto hidr ulico este fluxo move se quase verticalmente causando um efeito de liquefac o das areias aumentando a quantidade de sedimento suspenso e escavando a extremidade da berma que vai recuando progressivamente Richard Silvester John R S Hsu 1997 As bermas n o s o os nicos locais da praia que podem ser severamente afectados durante as tempestades pois tamb m as dunas est o sujeitas a ser atingidas e at mesmo desaparecer de forma r pida O sedimento retirado da berma e ou dunas ent o transportado para um banco de areia submerso afastado da berma um banco de areia offshore No in cio da tempestade a taxa de transporte para este banco alta mas vai diminuindo medida que este se vai formando por enfraquecimento das for as erosivas pois a cria o deste banco de areia offshore a maneira d
51. quer por neglig ncia dos pr prios intervenientes e entidades envolvidas entre outros factores No quadro seguintes faz se um resumo de alguns dos projectos internacionais de transposi o j implementados em termos da sua concep o geral equipamento volumes anuais pre os problemas de funcionamento Procurou se incluir aqueles com concep es mais relevantes e sobre os quais o volume de informa o dispon vel era maior Alguns destes projectos est o retratados mais pormenorizadamente no Anexo 1 44 Quadro 3 1 Sistemas de transposi o artificial internacionais Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Caso de Localizac Condi es Mar Tipo de si ee Produtividad Caracter sticas Cust Probl estudo ocaliza o e agita o ar s ipo de sistema E rodutividade t cnicas ustos roblemas Rio Nerang Costa Este Hrms 1 79m Amplitude Sistema cont nuo e fixo Dominante para 333m3 h Bombas de 1 57 m3 Sistema extremamente Austr lia Australiana Tm 10s com 10 bombas de Norte 580000 m d jacto Genflo EUA bem sucedido mas c Implementado banhada pelo Direc o SE 1 8m jacto instaladas numa m3 ano 570m3 h m x sand bug a danos nas bombas e em 1986 Oceano ponte cais com 490m 4 3kwh m3 103m3 h de danos causados por Pac fico 4 8h dia m d 9em acumulac o de detritos Rio Tweed Costa Este Hrms 1 79m Amplitude Sistema cont nuo e fixo Dominante para Pod
52. refor o boosters atrav s de um sistema de tubagens enterradas com descarga em diversos locais na Costa Nova Figura 4 11 Entrada mar tima da barra de Aveiro google earth 70 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Ser assumido o valor de 900 000 metros c bicos anuais como o valor necess rio a dragar anualmente de modo a manter a acessibilidade mar tima cota 10m ZH conforme estimado por P Proen a e Cunha e J Almeida Mendes 2002 N ER Esta o de bombagem RT gt Zr a ul SS x 2799 N gt lt gt 2a lt o I Figura 4 12 Solu o de transposi o da barra de Aveiro por conduta proposta em 1967 pela Hidrot cnica Portuguesa Veloso Gomes et al 2001 71 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 4 6 VILA PRAIA DE NCORA 4 6 1 CARACTER STICAS GERAIS O Portinho de Pesca de Vila Praia de Ancora localiza se na orla costeira do Norte de Portugal concelho de Caminha na freguesia de Vila Praia de Ancora pr ximo da embocadura do rio Ancora As principais actividades econ micas da vila s o a pesca e o turismo especialmente nos meses de Ver o No in cio do s culo XXI foram realizadas obras de melhoramento infra estruturas mar timas no Portinho de Vila Praia de ncora em resposta s aspira es da comunidade piscat ria local que muito reivindicava melhores condi es de acesso po
53. representa os pontos de funcionamento para L 1000m O caudal s lido real foi obtido multiplicando o caudal do ponto de funcionamento por 0 7 que a percentagem de s lidos indicada pelo fabricante Considerou se a bomba operando 5 dias por semana ou seja 264 dias ano em m dia A conduta em a o devido abras o e considerou se um pre o da energia de 0 07 euros por kwh A bomba escolhida foi a bomba DP50 indicada no quadro Escolheu se esta bomba por o n mero m dio de horas de bombagem por dia 34h 95 m h ser um valor razo vel quer em termos de custos com a manuten o com pessoal quer devido ao facto de que o n mero de horas de opera o estar muito dependente do estado da agita o havendo certamente dias em que a bomba n o poder ser operada nomeadamente no per odo de Inverno Foi considerado que um n mero de horas por dia entre as 3h e as 4h seria um valor razo vel tendo em conta que haver dias em que ultrapassar esse valor e outros em que a bomba nem ser sequer operada O custo da energia foi apenas feito para o ano 0 Como os caudais s o reduzidos o custo da energia tamb m reduzido e pouco influente no custo final comparativamente a custos de mobiliza o de equipamento manuten o e m o de obra 0125 DP15 20 30 Figura 5 4 Curvas da instala o e das bombas para D125 mm 79 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 80 Him
54. se encontram uma zona terrestre extremamente din mica energ tica com v rios agentes e for as da Natureza interagindo entre si dando origem a complexos fen menos Em termos da engenharia costeira a compreens o e caracteriza o destes fen menos sempre foi da maior import ncia de modo a se poder projectar convenientemente as obras de defesa costeira Os casos de eros o costeira que se verificam um pouco por todo o mundo s o o resultado de diversos fen menos naturais A interven o do Homem na Natureza com a constru o de portos espor es quebramares obras de reten o barragens etc provocou em diversas situa es um desequil brio nos processos naturais dando origem eros o nas praias adjacentes Os agentes mais influentes no transporte sedimentar s o as ondas geradas ao largo pelo efeito dos ventos e ciclones e que ao chegar junto costa rebentam provocando a suspens o das part culas s lidas e promovendo esse transporte O efeito das correntes oce nicas e a oscila o das mar s m nimo O efeito das mar s ganha significado quando as velocidades aumentam como em embocaduras e o transporte que originam transversal linha de costa provocando altera es localizadas na sua morfologia O transporte litoral pode tamb m resultar de correntes de refrac o e difrac o geradas pelo encontro entre as ondas incidentes e estruturas ou locais destacados da costa como cabos medida que as ondas
55. se resumiria a pequenas dist ncias para sotamar usualmente m ltiplos 3 a 10 do comprimento dos quebramares para l da pr pria embocadura Muitas destas estimativas foram condicionadas pela limitada extens o de costa examinada pelos investigadores CEM Brum 1995 Sabe se que a influ ncia das embocaduras na morfologia sedimentar e mar tima das praias adjacentes se pode prolongar por dezenas de quil metros Fora da rea de influ ncia directa o efeito da embocadura parece diminuir exponencialmente ao longo da costa medida que nos afastamos Este efeito tamb m previsto por modelos anal ticos como por exemplo o modelo de Pelnard Consid re CEM 2003 Existem diversos m todos anal ticos de estimativa da extens o da influ ncia das embocaduras ao longo da costa que podem ser consultados por exemplo no Coastal Engineering Manual 2 3 MODELOS DE AVALIA O DO TRANSPORTE SEDIMENTAR LITORAL E EVOLU O DA CONFIGURAC O COSTEIRA A simula o da morfodin mica costeira extremamente dif cil dado o elevado n mero e complexidade dos processos envolvidos e da sua interac o e a escassez de dados associada T m sido v rias as tentativas de desenvolver modelos matem ticos e ou num ricos capazes de quantificar o transporte litoral ao longo da costa normalmente envolvendo v rios coeficientes emp ricos e diversas correla es entre par metros O recurso a dados e correla es emp ricas leva por vezes a grandes er
56. ser mais adequada em zonas onde existe a necessidade de uma transposi o de sedimentos cont nua ou de elevada frequ ncia maioritariamente de quantidades modestas em zonas onde a acumula o do sedimento se d numa rea relativamente pequena e limitada onde existam locais acess veis para a aspira o de gua limpa onde n o exista material coesivo e onde existam poucos detritos s lidos capazes que obstruir as bombas A obstruc o das bombas de jacto por detritos s lidos provavelmente a sua maior limita o CEM 2003 As bombas de jacto podem ser incorporadas tanto em sistemas fixos como m veis Exemplos de sistemas m veis incluem bombas de jacto montadas numa grua instalada na costa em barca as em cami es Ao contr rio das bombas de jacto utilizadas em sistemas m veis as bombas de jacto inclu das em sistemas fixos devem possuir um mecanismo de eleva o das bombas por motivos de manuten o e remo o dos detritos s lidos que se acumulam na cratera de suc o bloqueando a tomada de gua CEM 2003 As bombas submers veis podem ser hidr ulicas ou el ctricas e s o colocadas directamente debaixo de gua no material a dragar S o geralmente pequenas mais ou menos um metro com peso entre 100 e 1000kg e por causa disso podem ser manobradas com um m nimo de material de suporte A sua capacidade compar vel s bombas de jacto possuindo uma capacidade entre 40 e 320 m3 h em areia fina e m dia Est
57. ser manobrada at 50 100m do local de deposi o At ao momento diversos problemas t m limitado a sua aplica o nos EUA CEM 2003 Figura 3 12 Descarga em arco ris Environmental Aspects of Dredging 1997 33 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 3 1 5 6 Descri o de algumas dragas comerciais frequentemente utilizadas Para as opera es de transposi o artificial ou de alimenta o artificial com areias ou simples dragagens portu rias existem no mercado diversas dragas com concep es e fun es diferentes e que ja foram sendo introduzidas nos pontos anteriores Faz se em seguida uma breve descri o do funcionamento e capacidade de alguns tipos destas dragas comerciais frequentemente utilizadas neste tipo de opera es Uma draga de suc o n o estacion ria ou trailing suction suction hopper dredger figuras 3 13 e 3 14 uma barca a de grande volume de por o com mobilidade Para come ar a dragar a barca a reduz a sua velocidade fazendo descer ent o as tubagens de suc o de ambos os lados do navio at atingir os fundos marinhos Bombas submers veis de areia sand pumps aspiram ent o o sedimento para o por o da barca a O excesso de gua expulso para fora da barca a por um sistema de tubagens Quando os por es est o cheios a barca a move se para o ponto de descarga onde descarrega o sedimento fluidificado em uma das seguintes formas Bombando o se
58. um desses casos onde o progressivo assoreamento veio ao longo dos anos promovendo uma cada vez maior dificuldade de acesso aos portos fluvio mar timos interiores sucessivamente Coimbra Montemor Soure Santa Eul lia e Veride Assim o movimento portu rio foi transferido para a foz com grande movimento desde o s culo 18 No entanto as condi es naturais associadas agita o mar tima e o incremento das actividades econ micas na regi o foi conduzindo a sucessivas interven es e investimentos no desenvolvimento de estruturas portu rias e acessibilidades J no in cio do s culo 19 o Porto da Figueira da Foz apresentava dificuldades para receber embarca es devido aos m ltiplos bancos arenosos existentes pouca profundidade e embocadura divagante sendo que as primeiras dragagens datam de 1859 Entre 1962 e 1965 a necessidade de assegurar a acessibilidade a embarca es com maior calado levou primeira grande fase de desenvolvimento do porto que incluiu o enrocamento do tro o terminal do bra o sul e a constru o de extensos molhes P Proen a Cunha amp J Almeida Mendes 2002 A partir de 1977 foi iniciado o processo de extrac o de areia na praia junto ao molhe norte com o intuito de resolver o problema da satura o sedimentar do quebramar Devido interrup o no transporte litoral promovida pela presen a do quebramar norte os sedimentos passaram a acumular se progressivamente provocando o avan
59. 5 4 milh es de euros para obras no porto As referidas obras ser o o prolongamento do molhe norte em 400 metros e amplia o do canal de navega o de forma a compatibiliz lo com o prolongamento e a constru o de cerca de 240 metros de cais acost vel vertical com fundos cota 8 ZH O prolongamento do molhe e at mesmo a possibilidade de um sistema de transposi o artificial ou bypass s o interven es j equacionadas desde h alguns anos embora nunca concretizadas at hoje Com o prolongamento do molhe norte o problema da agita o ficaria minorado mas n o o assoreamento Buarcos T N Ne 0 Carritos Salmanha O A Casal do Rato m ge O Fontele Cais Comercial Braco Norte Bacalhoeiros O S o Pedro Bra o Sul o Co va 2008 Tele Atlas E 008 PaginasAmarillas es e f 4 2 6 2008 Cnes Spot Image Google ST iW Image 2008 DigitalGlobe Ponteiro 40 08 41 18 7 N 8 51 034107 0 elev 2 Fluxo II 100 Altitude do ponto de vis o 5 07 km Figura 4 1 Morfologia da costa da Figueira da Foz e do estu rio do Mondego O estu rio do Mondego onde se situa o Porto da Figueira da Foz j foi outrora um largo golfo que permitia a penetra o de embarca es at Coimbra mas hoje em dia est numa fase adiantada do seu processo de colmata o sedimentar com uma consequente redu o dr stica das reas inund veis e obstru o das vias aqu ticas Para al
60. 981 Na figura 3 22 est ilustrado um exemplo em que o sistema est preparado para receber Qnet mas chega logo Qnet tem de ser armazenado na praia a barlamar para evitar que o sedimento se mova para o interior da embocadura A forma e volume deste dep sito pode ser estimada a partir de modelos anal ticos como P lnard Consid re ou modelos num ricos como o GENESIS CEM 2003 No entanto existem diversos factores que n o permitem atingir esta situa o ptima O transporte longitudinal n o se mant m constante de ano para ano Dependendo do regime de agita o local a direc o do transporte litoral pode tamb m variar de ano para ano e por vezes at ao longo de um ano importante por isso ter dispon vel o maior n mero de registos poss veis em termos das direc es e volumes anuais sob o risco de se permitirem s rios erros na concep o do descarregador Outro factor a ter em conta que as condi es de transporte numa determinada altura podem ser diferentes dos dois lados do porto devido refrac o das ondas causada por uma complexa batimetria existente junto embocadura e diferen as na alimenta o junto costa Weggel 1981 O descarregador tem outras fun es para al m de promover a acumula o de material sedimentar Para m xima protec o do sistema de dragagem em rela o s ondas conv m uma cota da crista do descarregador alta mas para ter o desejado controlo de sedimenta o co
61. Beaches Two Case Studies Reprinted from Coastal Sediments 99 New York ASCE P gina 3 http www fws gov nc es ecoconf thieler 20paper pdf 05 12 07 Foster M Cummings P Connor T Dyson A Victory S McMahon J 2002 Community Consultation for the Tweed River Entrance Sand Bypassing Project http www tweedsandbypass nsw gov au media tweed pdf publications consultation paper pdf 13 10 07 F Veloso Gomes 2001 Situa o da Costa Nova Vagueira Alimenta o Artificial e Duna Artificial FEUP Instituto da gua Fernando Veloso Gomes 2008 Quest es Relacionadas com os Pescadores e a Praia da Aguda Protocolo FEUP INAG F Veloso Gomes 1995 Fen menos de Altera o e Deforma o da Agita o na Propaga o em Direc o Costa Interac o Agita o Taludes FEUP Laborat rio de Hidr ulica F Veloso Gomes 2005 Cais Portu rios Equipamentos FEUP Laborat rio de Hidr ulica Fernando Veloso Gomes Francisco Taveira Pinto Luciana das Neves Joaquim Pais Barbosa 2006 A European Initiative for Sustainable Coastal Erosion Management Pilot Site of River Douro Cape Mondego and Case Studies of Estela Aveiro Caparica Vale do Lobo and Azores Erosion ISBN 972 752 074 x Edition part financed by the Centro de Riscos da Universidade do Porto Fernando Veloso Gomes Francisco Taveira Pinto Joaquim Pais Barbosa 2006 Estudo das interven es na Costa da Caparica In Jornadas da Hidr ulica Rec
62. DO TRANSPORTE SEDIMENTAR Em termos do movimento sedimentar e na sua distribui o em dom nios locais ou regionais as embocaduras podem funcionar como fonte quando permitem a passagem de sedimento do rio do estu rio ou da ba a para o mar ou como dep sito quando acumulam material litoral na embocadura ba a porto e estu rios Em geral o material litoral transportado para o interior da embocadura quando a mar sobe por correntes de enchente dirigidas do oceano para a embocadura e para fora quando a mar desce por correntes de vazante dirigidas da embocadura para o oceano Durante a enchente as correntes retiram sedimento do s banco s de areia de vazante e bancos de areia interiores o escoamento converge e acelera na garganta da embocadura e ao ultrapass la perde ent o velocidade e diverge depositando o sedimento num denominado banco de areia de enchente figuras 2 4 e 2 5 Durante a vazante a direc o do escoamento reverte as correntes de vazante retiram sedimento do banco de areia de enchente e dos bancos de areia marginais e dos canais da embocadura transportando o para o exterior e depositando o num denominado banco de areia de vazante que se localiza normalmente no encontro entre a embocadura e o oceano figuras 2 4 e 2 5 13 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Dependendo das condi es o banco de areia de vazante pode ser deslocado para zonas mais profundas do oceano CEM 2003 A di
63. GAS csccccccsescececssscesecseeececueeececeesseaecaseececaseeeecaseeaecnssseesensaaeees 88 3 4 AVEIRO ia io a q Sa HM REN 89 5 4 1 ESTAC O DE BOMBAGEM INSTALADA NO QUEBRAMAR ann ann nn ann 89 5 42 UTILIZA O PERI DICA DE DRAGAS la ec Hin tasa 91 5 5 COSTA DA ccs poni ein nenne Eee a amano 91 5 6 ESTIMATIVA PRELIMINAR DE CUSTOS einer 92 5 6 12PRAIA DA AGUDA E io Dada ns 92 55 9 IA PRAR DE ANGORA nennen 93 Hexe EIGUEIRA DAROZU aan 93 A euere 94 6 CONCLUS ES E DESENVOLVIMENTOS FUTUROS 95 vii Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 97 ANEXO 1 PROJECTOS INTERNACIONAIS DE SISTEMAS DE TRANSPOSI O ARTIFICIAL 103 PROJECTO DE TRANSPOSI O DO RIO NERANG coccccccccncconocononnnnncnnnnnnnononnnnnnnnnnanonnnnnnnnnnannnnnnnnnnnnnanannnnnnnnns 105 PROJECTO DE TRANSPOSI O DA ENTRADA DO RIO TWEED ccsceesecsececeeeceeseaeaeceeeeeceesseaseceesceesesseaeess 110 PROJECTO DE TRANSPOSI O DA EMBOCADURA DO RIO INDIAN 113 PROJECTO DE TRANSPOSI O DA EMBOCADURA DO SOUTH LAKE WORTH 114 PROJECTO DE TRANSPOSI O DA EMBOCADURA DE 116 PROJECTO DE TRANSP
64. OSI O DAS CHANNEL ISLANDS CALIFORNIA cccccccceeccssseeeccceeecesseeeueessaueeeeueaaaes 117 PROJECTO DE TRANSPOSI O DO PORTO DE 118 PROJECTO DE TRANSPOSI O DO PORTO DE OCEANSIDE cccccceceesscaeeesececeeseaaeaececececeeseaaeaeceseeseeeseaaeas 119 ANEXO 2 INFORMA O T CNICA SOBRE AS 121 BOMBAS TOO EET 123 BOMBAS TSURUMI a 125 viii Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras NDICE DE FIGURAS Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig 2 1 Configura o tipo de uma praia 6 2 2 Fen menos ocorrentes durante o per odo de tempestade nn 7 2 3 Fen menos ocorrentes ap s o per odo de tempestade 9 2 4 Embocadura natural ou n o estabilizada 12 2 5 Embocadura artificial ou estabilizada eee 13 2 6 Interac o entre as correntes de mar e correntes de deriva litoral 14 3 1 Sistema de transposi o fixo esses
65. PLEMENTADOS Onde existam portos embocaduras estabilizadas artificialmente ou outra qualquer estrutura antr pica mar tima a Natureza for ada a redefinir o ponto de equil brio dos sistemas hidrodin micos e morfo sedimentares mar timo fluviais devido presen a desses elementos o que invariavelmente a m dio ou longo prazo leva a problemas de funcionamento dessas mesmas estruturas e tamb m problemas do foro ambiental o que acontece com a reten o sedimentar por parte dos quebramares 43 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras de barlamar de portos o assoreamento das embocaduras e a eros o das praias a sotamar das estruturas portu rias Embora em Portugal ainda n o existam exemplos de sistemas de transposi o artificial aplicados no panorama internacional esta uma solu o j practicada h muito tempo Estes sistemas t m sido alvo de v rios estudos que levaram a diversas concep es e organiza o funcional dos mesmos concep es essas genericamente descritas no ponto 3 1 No entanto apesar dessas diferen as existem sempre pontos em comum em termos dos seus objectivos melhorar a navegabilidade na embocadura combatendo o assoreamento e permitindo que o porto se mantenha operativo e utilizar o sedimento dragado na embocadura ou adjacente aos quebramares para alimentar artificialmente as praias a sotamar da embocadura combatendo a eros o esta a ess ncia de um sistema de transposi o a
66. R S Hsu 1997 As correntes oce nicas eram tidas como uma for a muito mais influente nas taxas de transporte litoral anuais que as ondas que atingem a costa Mas hoje sabe se que n o assim um facto que existem costas onde o transporte litoral se d precisamente na direc o contr ria s mais importantes correntes Ainda assim em certas condi es estas correntes podem ter velocidades consider veis e provocar um efeito nas ondas incidentes alterando as suas caracter sticas e assim a sua capacidade de transportar sedimento Devido interac o entre a gua salgada e a gua doce os estu rios s o zonas especiais onde existe uma estratifica o da massa l quida resultante das diferen as de densidade Cria se uma interface entre as duas massas l quidas com a gua doce escoando superf cie menos densa na direc o do mar e a gua salgada escoando por baixo na direc o do estu rio O efeito desta corrente mar tima direccionada para o estu rio intensificado em per odo de enchente Em geral pode ser dito que uma forte corrente direccionada para o interior do estu rio ocorre a partir dos fundos enquanto que uma corrente direccionada para o mar ocorre pela superf cie atrav s da interface gua salgada doce Existem pontos onde os movimentos sedimentares de ambas as correntes ao longo desta interface se anulam mutuamente promovendo assim a acumula o do sedimento cuja localiza ao depende da posi o da int
67. STICAS HIDRODIN MICAS E PROCESSOS SEDIMENTARES 64 4 4 3 ESTIMATIVA DOS VALORES M DIOS PARA O TRANSPORTE SEDIMENTAR 65 4 5 BARRA DE AVEIRO a ee 65 ASAE INTRODU O summer Ng Tee a e aloes aa 65 4 5 2 CARACTER STICAS HIDRODIN MICAS E PROCESSOS SEDIMENTARES 67 4 5 3 ESTIMATIVA DO TRANSPORTE SEDIMENTAR E ALIMENTA O ARTIFICIAL DE 68 4 6 VILA PRAIA DE 72 4 6 1 CARACTER STICAS GERAIS an Ri a In HE e 72 4 6 2 REGIME DE MAR S E AGITA O MAR TIMA sescccccccececsesssaecececececseseuaececesceeecseseuaeseseesesesesseaeeeeeesens 73 4 6 3 ESTIMATIVA DO ASSOREAMENTO ANUAL ccssscesscesesesesesssessecssescses 73 5 APLICA O DE SOLU ES AOS CASOS PORTUGUESES 75 5 1 PRADA AGUDA tada A item eas 77 Bd T BOMBASTOYO A a 78 52 23BOMBAS TSURUM ada DE DN KE ER EY EROR ER EUR 81 5 2 VILA PRAIA DE NCORA enero 82 a TO OWL RG ee A een ee 82 5 2 2 BOMBAS TSURU Mic A E ra te ee e 84 5 3 FIGUEIRA DA FOZ nu epa osea feat ea fom aun 85 5 3 1 ESTA O DE BOMBAGEM INSTALADA NO QUEBRAMAR NORTE 85 5 3 2 UTILIZA O PERI DICA DE DRA
68. Sebastian Inlet FL Proceedings Coastal Sediments 07 Conference ASCE Press Reston VA 1297 1310 10 12 07 www tweedsandbypass nsw gov au 22 11 07 www env qld gov au sandbypass 22 11 07 www bjmpumps com 20 03 08 www hydratech com 20 03 08 www itraders com 20 03 08 www tsurumi com 25 03 08 www toyopumps com 18 03 08 www toyopumpseurope com 29 03 08 www vanoord com 10 04 08 www aecops pt pls daecops2 pnews build_page next 20796909 02 03 08 www figueira com noticias diariocimbra 2000 Fevereiro ffdc000229 html 02 03 08 http el erdc usace army mil dots drptnote drptn html 20 11 07 99 100 101 102 1 PROJECTOS INTERNACIONAIS DE SISTEMAS DE TRANSPOSI O ARTIFICIAL 103 104 PROJECTO DE TRANSPOSI O ARTIFICIAL DE SEDIMENTOS DO RIO NERANG South Stradbroke Island Quebramar Norte er Sor _ A Y Sul do Southport AT OceanoPacifico Broadwater Gold Coast Seaway Quebramar Sul Jetty com bombas de jacto Esta o de The Spit 0 100 200 300 400 500 metres ma de acesso 1 bombagem de J baixa press o Figura A1 1 Projecto de transposi o de areia da Gold Coast seaway Malcolm Pound 2002 Localiza o e Datas Nerang River Queensland Austr lia Gold Coast da cidade de Queensland ao longo da costa este central da Austr lia no Oceano Pac fico Entre 1984 e 1985 a entrada da embocadura qu
69. Technical Note Fixed Sand Bypassing Plant an Update US Army Engineer Waterways Experiment Station http el erdc usace army mil dots drptnote drp3 03 pdf 02 10 07 120 2 CARACTER STICAS T CNICAS DAS BOMBAS E TSURUMI 121 122 TECHNICAL CHARACTERISTICS Performance curves ij filii nw Wit I B au wil o n Il A LE N 4X10mm 4X10mm 4X10mm 4X10mm 4X16mm 4X16mm 4X35mm 4X35mm 4X35mm 2 2 1 4 2 6 3 4 4 6 5 4 6 6 7 8 8 6 9 8 gt 4X35mm 4X35mm 4x35mm 4X50mm 4X50mm 4X50mm 4X95mm 2 2 c c amp 4X95mm 4X95mm Figura A2 1 Bombas Toyo 123 water level r G Figura A2 2 Bombas Toyo 124 Mot Es ESSA i8 6 048 15 2 O O O Pens A LAA O O O a nov Leo 25 we 2 10170 EL General HSD so 055 2 Semhonex O O Pages nern ERR SS en Papes KTZ 50 150 15 11 2 O 10 esmo o oslo mer tw 60 60 30 1 2 O O Paver um 100 200 15 45 2 Cody Page is KTv so so 2 3 2 Semwnx O Page to mew KAS 80 150 4 9 4 Opnwe O O Paget GPN 80 100 55 11 4 Ony O Paget2 A gm Los lo LE LB single phase HS single phase LSC1 a ga ca water HSD2 55S M e UNI
70. a de 90 das ondas t m alturas entre 3 e 5 metros Os restantes 2 correspondem a situa es de temporal As alturas m dias de ver o s o nitidamente inferiores s de Inverno atingindo se valores m dios de aproximadamente 1 80m e 2 40m respectivamente IPM 2000 No que diz respeito aos per odos verifica se que cerca de 78 das ondas est o contidas nos escal es entre 9s e 15s sendo o mais frequente o de 11 a 13s com aproximadamente 34 das ocorr ncias Os per odos distribuem se quase simetricamente em rela o ao per odo dos 12s apresentando valores desprez veis para per odos inferiores a 3s e superiores a 19s No Ver o s o mais frequentes os per odos entre 7 e 13s 87 das ocorr ncias e no Inverno entre 9s e 15s 81 das ocorr ncias IPM 2000 4 6 3 ESTIMATIVA DO ASSOREAMENTO ANUAL A sul do Portinho de Pesca de Vila Praia de ncora existem as praias de ncora e a praia de Gelfa numa orla arenosa com cerca de 1 5 km de extens o Devido orienta o predominante de NW da agita o mar tima o transporte litoral na zona bem como em toda a costa noroeste portuguesa de norte para sul transporte esse que poderia vir a ser interrompido com obras executadas provocando acumula o de sedimentos no molhe norte e d fice nas praias a sul O EIA Estudo de Impacte Ambiental 2000 previa que quanto aos impactes nas praias de ncora e Gelfa as alternativas A e B n o introduziram qualquer altera o signi
71. a Natureza proteger a praia dissipando parte da energia das ondas incidentes neste banco A forma o do banco de areia submerso proporcional eros o da berma ou duna da praia No entanto se a dura o da tempestade for grande a cont nua ac o das ondas ir continuar a transportar material afastando o da costa Richard Silvester John R S Hsu 1997 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras A primeira tempestade de Inverno poder ser aquela que ter efeitos mais dram ticos j que todo o material acumulado durante o per odo de Ver o onde as ondas s o pequenas e pouco energ ticas ser parcialmente ou completamente removido para fora da praia para a forma o do banco de areia submerso de protec o Em princ pio as tempestades seguintes poder o ser menos dram ticas a n o ser que sejam acompanhadas de maiores n veis de mar ou alturas de onda ou que sejam de maior persist ncia Richard Silvester John R S Hsu 1997 Durante o per odo de tempestade n o existe transporte ao longo da costa sendo o sedimento apenas transportado transversalmente a esta para o banco de areia submerso 2 1 2 2 Din mica sedimentar ap s o per odo de tempestade Ap s as tempestades que s o espor dicas segue se um per odo de calmaria com ondas muito menos energ ticas a atingir a costa Este tipo de ondas mais pequenas e menos energ ticas ocorre durante a maior parte do ano e como j foi dito incidem us
72. a de enchente A acumula o dos sedimentos pode tamb m ser induzida pela constru o de quebramares e outras estruturas mar timas como exemplificado nas figuras 3 7 e 3 8 As bacias de deposi o podem existir tanto dentro como fora da embocadura Quando o sedimento preencher a cratera da bacia at ao n vel m dio dos fundos adjacentes ou do canal a bacia tem de ser dragada de modo a evitar a perda de sedimento adicional que entre na embocadura No ponto 3 2 e no Anexo 1 poss vel verificar casos em que estas armadilhas ou bacias de deposi o foram dragadas e projectadas Nomeadamente a embocadura de Masonboro Carolina do Norte EUA que possui um descarregador instalado no quebramar para acumular sedimento no interior da embocadura e o porto de Channel Islands Calif rnia EUA que possui um quebramar destacado para criar um t mbulo de sedimento Os bancos de areia de vazante podem ser usados para mitigar os efeitos erosivos causados pelas embocaduras nas praias adjacentes servindo como fonte de sedimento Nas embocaduras onde a transposi o natural ocorre de forma quase cont nua por transporte atrav s do banco de areia de vazante necess rio um cuidado acrescido para n o haver dragagem excessiva o que pode comprometer a capacidade do banco de areia de vazante para realizar a transposi o natural de sedimento ao longo da entrada da embocadura Dragagens excessivas conduziriam a uma alimenta o a curto pra
73. a fins da constru o civil Em consequ ncia disto os n veis de eros o continuam a aumentar Caso o cord o dunar e a restinga que separam a ria de Aveiro do oceano n o sejam artificialmente reparados ou reconstru dos e venham a romper estabelecendo assim novas barras as consequ ncias a n vel ecol gico e s cio econ mico ser o extremamente graves e n o foram assumidas no PROT CL Plano Regional de Ordenamento do territ rio do Centro Litoral nem no POOC Plano de Ordenamento da Orla Costeira Ovar Marinha Grande Veloso Gomes 2001 Cerca de 30 quil metros quadrados de reas destinadas agricultura e in meras casas ser o inundadas j que est o localizadas a cotas mais baixas que o n vel m dio das guas do mar Se novas barras forem abertas o sistema lagunar sul ir sofrer a influ ncia das guas costeiras os solos destinados agricultura tornar se o salinos e os ecossistemas ser o severamente afectados Veloso Gomes et al 2006 4 5 3 ESTIMATIVA DO TRANSPORTE SEDIMENTAR E ALIMENTA O ARTIFICIAL DE AREIAS O Plano Nacional da gua para 2001 refere que no seu estado natural antes do in cio da constru o de barragens em 1930 o transporte litoral total na costa norte portuguesa era de aproximadamente dois milh es de metros c bicos por ano com o Rio Douro a garantir 90 deste valor Veloso Gomes et al 2006 Estima se que o transporte sedimentar m dio da Laguna de Aveiro era de 240 000 metros c bicos
74. a interac o entre as tempestades ocorrentes em dado trecho e as posteriores calmarias onde ondas mais pequenas e muito menos energ ticas actuam Estes dois processos t m efeitos opostos no movimento transversal do sedimento As ondas actuantes durante os per odos de tempestade retiram o sedimento da berma da praia ou mesmo das dunas depositando o num banco de areia submerso fora da praia denominado por offshore bar As ondas mais pequenas e menos energ ticas mas muito mais persistentes posteriores s tempestades por sua vez voltam a transportar o sedimento depositado nesse banco de areia offshore para a berma da praia Zona de Face da praia rebenta o Berma Zona offshore Acc o do vento s Figura 2 1 tipo de uma praia Richard Silvester John R S Hsu 1997 O problema que as ondas que voltam a transportar o sedimento para a berma da praia incidem com uma obliquidade em rela o linha de costa o que significa que embora voltem a transportar o sedimento para a berma da praia n o o transportam para o mesmo local de onde este foi retirado durante o per odo de tempestade dando assim origem ao transporte litoral de sedimentos ao longo da costa deriva litoral esta persistente obliquidade que cria os problemas de acumula o ou eros o das praias porque as interrup es naturais ou antr picas do transporte litoral interagem com esse movimento provocando d
75. a mareal reduzida diminui o do prisma mareal 53 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras No subsistema Pranto a enchente faz penetrar areias grosseiras a m dias pela margem oeste A vazante volta a transportar parte das areias entradas na enchente Este subsistema apresenta ainda as seguintes caracter sticas menor profundidade m ximo de 3m areias m dias a finas e lodos reduzido caudal fluvial hidrodin mica mareal Em compara o com a situa o n o regularizada os sedimentos estuarinos apresentam uma penetra o de areias marinhas no bra o norte devido ao decr scimo do caudal s lido fluvial e da tend ncia natural para a recupera o das cotas que foram aprofundadas por dragagens Pode se afirmar que em termos globais este subsistema Mondego apresenta um deslocamento da hidrodin mica mareal fluvial para montante 4 2 3 ESTIMATIVAS DA DIREC O E INTENSIDADE DO TRANSPORTE SEDIMENTAR Depois do enquadramento hist rico do Porto da Figueira em termos das suas opera es hist ricas mais relevantes e da caracteriza o dos processos hidromorfol gicos e sedimentares existentes pretende se agora obter estimativas da intensidade do transporte sedimentar de modo a se obterem elementos concretos que permitam o estudo e posterior dimensionamento de uma solu o poss vel em termos de sistemas de transposi o artificial A caracteriza o das direc es do transporte sedimentar e da agita o mar
76. ais profunda compreens o dos fen menos hidromorfol gicos presentes nas zonas portu rias e nas zonas envolventes afectadas pela presen a de quebramares e canais de navega o 96 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras BIBLIOGRAFIA Alan Dyson Stephen Victory Tom Connor 2002 Sand Bypassing the Tweed River Entrance An Overview http www tweedsandbypass nsw gov au media tweed pdf publications overview pdf 13 10 07 B J Martin 2004 Sand Management Study Summary Report and Recommendations 26 11 07 Benedt L Finkl CW Using Geographic Marine Information System GIS MIS Frameworks to Determine Spatial Variability of Beach Sediments and Nearshore Geomorphology in Subtropical Southeast Florida P gina 3 http www coastalplanning net coastal_geology Papers Lbenedet pdf 05 12 07 Carlos Coelho Raquel Silva Fernando Veloso Gomes Francisco Taveira Pinto 2006 Avalia o de riscos Modelos de previs o da evolu o da configura o costeira In 1 Jornadas da Hidr ulica Recursos H dricos e Ambiente SHRHA FEUP Porto Department of Environmental Protection Palm Beach County Board of County Comissioners 1999 South Lake Worth Inlet Management Study Summary of Findings Report and Recommended Implementation Plan Florida http bcs dep state fl us bchmngmt slkworth pdf 13 12 07 E Robert Thieler Paul T Gayes William C Schwab M Scott Harris 1999 Tracing Sediment Dispersal on Nourished
77. an Florida http bcs dep state fl us bchmngmt slkworth pdf 02 12 07 Benedt L Finkl CW Using Geographic Marine Information System GIS MIS Frameworks to Determine Spatial Variability of Beach Sediments and Nearshore Geomorphology in Subtropical Southeast Florida P gina 3 http www coastalplanning net coastal geology Papers Lbenedet pdf 05 12 07 R R Minkin 1965 Winds Waves and Maritime Structures Studies in Harbor Making and on the Protection of Coasts Griffin London PROJECTO DE TRANSPOSI O ARTIFICIAL DA EMBOCADURA DE MASONBORO Localiza o e Datas Localizado pr ximo de Wilmington Carolina do Norte EUA no Oceano Atl ntico As primeiras dragagens datam de 1959 Dados Estat sticos Caracter sticas T cnicas e Custos O transporte litoral est avaliado em 220000 metros c bicos anuais para sul O quebramar norte foi constru do em 1965 e possui um descarregador em bet o 305m de comprimento integrado A bacia de deposi o adjacente interior possui 283000 metros c bicos de capacidade Inicialmente n o foi previsto um quebramar sul pelo que o tamb m existente transporte de sul para norte provocou o assoreamento do interior da embocadura e for ou o canal de navega o a dirigir se para norte invadindo o espa o destinado bacia de deposi o Entre 1979 e 1981 ao mesmo tempo se construiu o quebramar sul CR Mus MESS Descarregador Oceano Atl ntic
78. aridade na passagem do Cabo Mondego que se encontra a norte do Porto da Figueira mantendo portanto o tra ado geral da costa As batim tricas acima de 5m ZH s o muito influenciadas pelos molhes exteriores sendo que por exemplo a batim trica O ZH est desfasada para leste cerca de 600m a sul da embocadura P Proen a Cunha amp J Almeida Mendes 2002 O banco de areia de vazante apresenta cerca de 300 metros de largura e 4 metros de altura contornando o molhe norte com adelga amento junto cabe a do molhe sul dados inferidos a partir de levantamentos topo hidrogr ficos Provavelmente parte do transporte litoral dar se ao longo deste banco numa faixa a cerca dos 3 metros de profundidade O banco de areia de vazante tem tend ncia a aproximar se da barra e anteporto devido fraca descarga do Mondego prejudicando a entrada de embarca es com maior calado O tro o compreendido entre o estu rio do Rio Mondego e a praia da Leirosa corresponde a uma praia arenosa extensa Junto ao Cabo Mondego os sedimentos s o grosseiros com alguns dep sitos de gravilha condicionados pelos afloramentos rochosos enquanto para sul se encontram areias m dias essencialmente compostas de gr os de quartzo e na praia submersa se verificam sedimentos finos a muito finos C Coelho et al 2006 De Maio a Outubro em regra o caudal s lido persistente para sul sendo que nos restantes meses pode ocorrer um transporte importante em ambos os senti
79. as Para al m dos efeitos das correntes de mar e das correntes provocadas pelas ondas incidentes obliquamente existem outros processos capazes de influenciar a din mica e morfologia das embocaduras Entre os quais o vento diferen as de salinidade entre o oceano e o interior do porto interac es entre correntes e ondas descargas fluviais a geologia subjacente a orienta o da embocadura entre outros CEM 2003 Fig 2 6 Interac o entre as correntes de mar e correntes de deriva litoral CEM 2003 Em fun o das caracter sticas da embocadura e interac o entre as diversas for as actuantes os sedimentos podem ficar retidos na embocadura ou serem transpostos de barlamar para sotamar por uma variedade de processos naturais entre os quais o mais importante ser o transporte induzido pelas ondas ao longo do banco de areia de vazante As ondas transportam a areia da linha de costa a 14 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras barlamar transporte litoral para a embocadura Alguma dessa areia transportada directamente para o banco de areia de vazante onde temporariamente ou permanentemente armazenada ou transportada para sotamar por ondas Uma vez fora da influ ncia do efeito principal das mar s as ondas carregam a areia para as praias a sotamar Quando as ondas incidem a partir da direc o oposta o padr o de transposi o pode reverter no entanto este processo e a sua efici ncia raramen
80. as as autoridades que tutelam as zonas costeiras e as autoridades de administra o local importante escolher criteriosamente a origem das areias fontes zonas de empr stimos e prioridade dever ser dada aos montantes que continuam a ser extra dos para manuten o dos canais de navega o reas de acumula o a barlamar ou em bancos submersos ao largo sendo necess rio que essas areias tenham qualidade compat vel com a legisla o em vigor satisfa am os volumes de projecto n o tenham significativos impactes ecol gicos e ambientais conduzam a solu es t cnicas e custos de transporte exequ veis O transporte de areias e a deposi o no local da alimenta o constitui um problema t cnico com custos a adicionar s opera es de dragagem propriamente ditas Existem diversas tecnologias para o transporte e deposi o das areias j enunciadas no cap tulo 3 entre as quais descargas atrav s da abertura dos por es em zonas submersas solu es de repuls o para terra com tubagens solu es mistas de descargas em zonas submersas e bombagem transporte de areias por via terrestre etc Em alternativa poder se apostar em solu es de transposi o artificial de areias algo j proposto desde 1967 pela Hidrot cnica Portuguesa Uma das solu es propostas na altura consistia na instala o de uma esta o de bombagem m vel no quebramar norte para recolha das areias acumuladas e posterior repuls o com bombas de
81. as permitindo a passagem de uma parte para o interior do canal O sistema bomba a areia atrav s do rio atrav s de tubagens parte submersas parte enterradas e deposita a a norte A instala o da parte enterrada n o diferente de um projecto de guas residuais ou pluviais Existem quatro pontos de descarga da mistura gua areia a norte da embocadura outlets Snapper Rocks East e Snapper Rocks West s o postos de descarga permanentes Duranbah e Kirra Point s o postos intermitentes usados ocasionalmente quando necess rio Tubos flex veis e curtos s o ligados a uma v lvula e colocados na superf cie do terreno sempre que s o necess rias descargas nos postos intermitentes 111 A mistura gua areia dirige se para a esta o principal de bombagem Pumping water from the gt Tweed River A ac o da agita o Bombas de jacto transporta a areia aspiram o sedimento Agua limpa para as para os cones de dos cones bombas retirada do sedimento rio Figura A1 6 Ponte Cais Community Consultation for the Tweed River Entrance Sand Bypassing Project 2002 Fontes Malcolm Pound 2002 The Use of Fixed Sand Bypassing Systems at Tidal Entrances 02 10 07 Sasha Zigic 2005 A Methodology to Calculate The Time Varyng Flow Through A Hydraulic Structure Connecting Two Water Bodies Tese de Doutoramento P ginas 26 e 27 School of Engineering Griffith Engineering Gold Coast Campus
82. as bombas geralmente necessitam de bombas de refor o para descargas a dist ncias superiores a cerca de 600m Permitem a admiss o de material com maior conte do s lido em compara o com as bombas de jacto ou com as dragas convencionais e n o requerem a aspira o de gua limpa nem bombas suplementares ou linhas suplementares Podem ser utilizadas tanto em sistemas fixos como m veis e o seu risco de entupimento bloqueamento da linha de descarga elevado devido natureza do material s lido bombado CEM 2003 Os fluidificadores podem ser usados em conjunto com qualquer um dos sistemas de dragagem j mencionados para aumentar a mobilidade dos sedimentos dos fundos e assim incrementar as taxas de 26 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras aspira o e produ o dos sistemas de transposi o Os fluidificadores injectam gua limpa nas proximidades da cratera de aspira o com inten o de agitar soltar ou suspender os sedimentos dos Figura 3 6 Bomba submers vel cat logo Tsurumi fundos para facilitar a sua aspira o O uso a longo prazo de fluidificadores limitado pois existem normalmente problemas relacionados com o entupimento dos tubos do pr prio aparelho CEM 2003 3 1 4 ORIGEM DOS SEDIMENTOS E QUALIDADE DOS SEDIMENTOS Nos sistemas de transposi o artificial ou em opera es de alimenta o artificial de praias com areias da maior import ncia a selec o correcta d
83. as fontes ou zonas a dragar a classifica o da 27 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras qualidade dos sedimentos Cronicamente o sedimento acumula se na entrada da embocadura levando a dragagens de manuten o dos canais de navega o junto ao quebramar de barlamar e nas reas a barlamar na praia ou nos bancos submersos como os bancos de areia de vazante e de enchente As fontes para transposi o ou alimenta o artificial com sedimentos seleccionados a sotamar dever o em princ pio ser estas e caso tal n o seja poss vel ent o em bancos submersos ao largo 3 1 4 1 Bacias de deposi o ou armadilhas de sedimento sediment traps Acontece por vezes que reas espec ficas de uma embocadura sejam designadas ou projectadas e dragadas para servirem como bacias de deposi o dos sedimentos de modo a facilitar a sua posterior recolha Estas bacias ou reas de acumula o devem estar localizadas em zonas onde as ondas e os processos de agita o natural transportem facilmente a areia ao seu encontro mas n o o retirem em guas semi protegidas adequadas a opera es peri dicas de dragagem bombagem e manuten o e em zonas que n o interfiram com a navega o CEM 2003 Podem ser projectadas e dragadas na zona adjacente a descarregadores instalados no quebramar em zonas onde a acumula o cr nica como os extremos dos quebramares bancos de areia interiores e ao longo do banco de arei
84. astante afastada por uma draga de suc o n o estacion ria trailing suction hopper dredge colocado em stock ou stocks submersos pr ximos dos tro os a reperfilar Veloso Gomes 2001 Uma draga de suc o estacion ria suction dredge repulsa o material para a praia ou duna mas poder haver perda de parte do material particularmente da frac o mais fina e s o necess rias condi es de agita o e profundidades favor veis Veloso Gomes 2001 3 1 5 4 Descarga por meios mec nicos terrestres land based discharge O sedimento recolhido de forma hidr ulica ou mec nica pode ser tamb m transportado por via terrestre por cami o desde que existam ruas e acessos adequados geralmente uma metodologia pouco usual para grandes volumes devido aos impactos negativos nas estradas tr nsito polui o sonora etc e pelos custos elevados que implica Al m disso apenas vi vel para pequenos volumes relativos normalmente encarado como um ltimo recurso 3 1 5 5 Sistemas de descarga em arco ris rainbow dredges Rainbow dredges ou sistemas de descarga em arco ris s o sistemas hidr ulicos de descarga onde um tubo montado numa barca a projecta um jacto de mistura gua areia em forma de arco para as praias Teoricamente estes sistemas permitem o dep sito de sedimento em guas superficiais sem recurso a tubos de descarga ou bombas de refor o mas requer que a barca a possa
85. bas D125 mm 81 Fig 5 8 Possivel tacado da conditas nia trc EE eter e a HR EU ee En n BEER 83 Fig 5 9 Curvas da instala o e das bombas para 0200 mm uuuussssssnnnnnnnennnnnannnnnnnnnannnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 83 Fig 5 10 Poss vel configura o do tra ado da conduta implantada no porto da Figueira da Foz 85 Fig 5 11 Curvas da instala o e das bombas para 0250 mm aerea 86 Fig 5 12 Curvas da instala o e das bombas para 0200 mm stars 86 Fig 5 13 Poss veis configura es do tra ado da conduta renan aa arara 88 Fig 5 14 Volumes acumulados em fun o da frequ ncia das opera es 89 F1g 5 15 Poss vel tacado da conduta sehe ie 90 Fig 5 16 Curvas da instala o e das bombas D250 mm sss 90 Fig A1 1 Projecto de transposi o de areia da Gold Coast Seaway 105 Fig A1 2 Esquema de funcionamento cooonccccoccccnonananonanano conocia nano nan nnn cnn cnn nono nana nano nana nana 108 Fig A1 3 Tubagem de descarga iii a aiaia e i aa 109 Fig A1 4 Ponte Cais de recolha de areia ice ereercenerecerearanenananananaada 109 Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig
86. comprado ou alugado por determinado tempo sendo que quando a frequ ncia de transposi o de sedimento alta o equipamento normalmente comprado CEM 2003 No ponto 3 2 est o enunciadas num quadro resumo algumas destas solu es como o caso do rio Indian ou o porto de Oceanside Calif rnia ambos nos Estados Unidos A figura 3 2 procura exemplificar genericamente este tipo de sistemas Grua e bomba M Armadilha de sedimento Cratera A Draga A mod DR a EN gt Dragae tubagem Figura 3 2 a Sistema semi m vel b Sistema m vel CEM 2003 3 1 3 EQUIPAMENTO PARA EXTRAC O DE SEDIMENTOS Entre o equipamento para extrac o de sedimentos num sistema de transposi o artificial existem fundamentalmente dois tipos as dragas mec nicas e dragas hidr ulicas de suc o Para al m das dragas propriamente ditas preciso ter em conta outros equipamentos como dispositivos flutuantes barca as gruas guinchos cami es e outros que servem para transportar e manobrar as dragas e s o por vezes usados tamb m como dep sitos tempor rios para o sedimento Existem ainda outros equipamentos que servem para facilitar a opera o das dragas como s o exemplo os 24 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras fluidificadores fluidizers Seguidamente faz se um resumo de cada um dos principais equipamentos para extrac o de sedimento usualmente utilizados em sistemas de tran
87. configura o b as tr s bombas est o interligadas por uma conduta principal de maior di metro que ser respons vel pelo transporte do valor de Q de cada uma das bombas ou seja 3Q podendo o local de descarga ser ajustado para apenas um ponto ou para v rios pontos Ambas as configura es apresentam vantagens e desvantagens No caso a seria necess ria a instala o e manuten o de 3 condutas enquanto que na b apenas uma mas esta de maior di metro e com condi es de funcionamento hidr ulico mais heterog neas Em termos de funcionamento a configura o b talvez apresente maior simplicidade de opera o principalmente no caso de ser querer aplicar um booster Neste trabalho n o se considerou a presen a de nenhum booster e assim a configura o adoptada foi a a 87 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Figura 5 13 Poss veis configura es do tra ado da conduta 5 3 2 UTILIZA O PERI DICA DE DRAGAS Z Uma outra metodologia para a transposi o artificial de elevados volumes o do recurso a dragagens peri dicas dragando as reas cr nicas de acumula o junto ao quebramar norte e no canal de navega o deslocando a draga carregada para sul junto costa e transferindo depois o sedimento para o local de deposi o atrav s de uma tubagem que faz a liga o entre a draga e a praia semelhan a do que foi recentemente levado a cabo na Costa da Caparica por uma empresa de
88. correr o transporte directo da mistura por um sistema de tubagem para o local de dep sito caso em que ser preciso prever a necessidade ou n o da instala o de bombas de refor o dependendo da dist ncia dos locais de dep sito Dragas instaladas em barca as podem recuperar sedimento dos fundos marinhos atrav s de meios hidr ulicos acumulando o nas pr prias barca as A maior parte destas dragas move se continuamente enquanto aspira o sedimento operando ao longo do canal ou da rea de dragagem Tradicionalmente as maiores barca as n o s o adequadas para a utiliza o em pequenas reas e comum misturarem material litoral proveniente de dep sitos de areia com siltes e argilas que s o materiais inadequados para a alimenta o de praias As barca as mais pequenas e manobr veis variam entre os 45m e 60m de comprimento compreendendo capacidades desde os 1000m3 at aos 1600m3 podendo operar em ondas com altura at 1 5m Brunn 1993 CEM 2003 25 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras As bombas de jacto tamb m conhecidas como injectores s o bombas hidr ulicas sem partes p 3 4 m veis A sua capacidade varia usualmente entre os 75 e os 300 m h e as suas tomadas de gua OUS BRE KY SESS 5 UIS SEIS Figura 3 4 Barca a de grande volume de por o Ports and Dredging 2007 variam entre os 10 a 15 cm embora j tenham sido produzidas bombas maiores A sua utiliza o
89. de o sedimento proveniente A necessidade de qualquer um dos processos depende do caso em estudo das condi es de agita o morfol gicas e clim ticas locais e pode ser identificada previamente pela observa o das condi es locais pelos padr es de assoreamento e pelos modelos de estimativa do transporte sedimentar Existem diversos tipos de configura es para sistemas de transposi o artificial que podem ser classificados em tr s grupos gerais Localiza o das armadilhas reas de acumula o dos sedimentos no interior ou no exterior da zona abrigada Sistemas peri dicos ou cont nuos Sistemas fixos ou m veis semi m veis A um sistema fixo est normalmente associada uma utiliza o cont nua de modo a maximizar o rendimento e a sistemas m veis ou semi m veis est normalmente associada uma utiliza o peri dica A localiza o das reas de acumula o de sedimentos ou tamb m denominadas por armadilhas de sedimento na bibliografia anglo sax nica est dependente das caracter sticas da agita o e morfologia locais dos caminhos de transporte sedimentar e da pr pria configura o das estruturas mar timas e da embocadura Num local onde por exemplo a agita o seja muito intensa com alturas de onda significativa consider veis ser de prever um sistema com descarregador 21 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras implementado no quebramar weir jetty
90. dimento atrav s de tubagens at ao ponto de descarga quando este se encontra a uma certa dist ncia Descarregando o sedimento atrav s da abertura dos por es quando em guas profundas Bombando o sedimento atrav s de um jacto em arco ris quando poss vel barca a aproximar se suficientemente do local ou seja quando as profundidades dos fundos o permitem Estas dragas s o capazes de transportar grandes quantidades de sedimento e percorrer longas dist ncias i een m si i Figura 3 13 Esquema tipo de uma draga de suc o n o estacion ria www vanoord com 34 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Figura 3 14 Draga de suc o n o estacion ria www vanoord com A maioria das dragas de suc o estacion rias ou cutter suction dredgers s o como diz o pr prio nome estacion rias o que significa que t m de ser rebocadas at ao local pretendido por outros equipamentos rebocadores Quando em posi o dispositivos que se prolongam at aos fundos marinhos mant m a draga est vel como exemplificado na figura 3 15 Na extremidade do equipamento de dragagem possuem um cabe a rotativa ou cutter head que corta atrav s do solo enquanto se move horizontalmente A cabe a rotativa descida at aos fundos com a ajuda de equipamento mec nico O material posto em suspens o pela ac o da cabe a rotativa ent o aspirado e bomba
91. do at ao seu destino atrav s de uma tubagem flutuante Estas dragas s o normalmente adequadas para casos de solos duros ou para bombar grandes quantidades de sedimento em guas superficiais Figura 3 15 Esquema tipo de uma draga de suc o estacion ria Ports and Dredging 2007 35 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Figura 3 17 Draga de suc o estacion ria em opera o www vanoord com 36 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras O aspecto mais peculiar de uma draga de injec o de gua ou water injection dredge o facto de esta possuir a capacidade de descarregar um jacto de gua nos fundos marinhos a partir da parte inferior do casco da barca a Grandes quantidades de gua s o injectadas sobre os fundos a baixa press o afastando o sedimento para os lados e criando a vala pretendida usada na manuten o de fundos siltosos ou para criar condi es para que dragas de maior calado possam operar Figura 3 18 Draga de injec o de gua ou water injection dredge www vanoord com Figura 3 19 Esquema geral de uma draga de injec o de gua ou water injection dredge www vanoord com 37 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 3 1 6 SISTEMAS COM DESCARREGADORES INCORPORADOS NOS QUEBRAMARES WEIR JETTIES Os sistemas de transposi o podem incluir na sua concep o descarregadores in
92. do o sedimento que separa as bermas activas das est veis 3 1 8 CAPACIDADE DE UM SISTEMA DE TRANSPOSI O A capacidade e a consequente produtividade de um sistema de transposi o artificial s o em termos gerais fun o da quantidade do transporte litoral anual do equipamento de bombagem das zonas de dep sito ou armadilhas de sedimento dos descarregadores e tamb m do potencial efeito das flutua es sazonais e tempestades As armadilhas de sedimento ou reas designadas especificamente para o armazenar s o crateras criadas por bombas ou outros sistemas de dragagem Estas crateras t m o intuito de aprisionar o sedimento para permitir a sua posterior dragagem em boas condi es A agita o natural tem tend ncia a voltar a preencher a cratera dragada pela bomba para o n vel m dio da cota dos fundos Assim as crateras manter se o vazias at que uma significativa actividade da agita o as v preenchendo Estudos demonstram que as crateras localizadas em pontos junto costa s o mais solicitadas e enchem mais rapidamente CEM 2003 O volume te rico Vc de uma t pica cratera de dragagem excluindo o uso de fluidificadores pode ser estimado por 2 2 b fod 2 3 1 m 2m 3m vec Ld o e ena onde Lc o comprimento da cratera de a profundidade abaixo do n vel dos fundos b representa a largura do fundo da cratera e m a inclina o desta figura 3 15 Para areia m dia a fina e
93. dos Em geral tem se como refer ncia o valor m dio de 1 a 1 5 milh es de metros c bicos anuais para o transporte litoral que a partir do norte alimenta o tro o Cabo Mondego Figueira da Foz Note se que este valor um valor potencial m ximo poss vel de ocorrer caso existissem sedimentos em abund ncia para serem transportados baseado em f rmulas semi emp ricas mas na verdade os valores que realmente atingem o porto s o usualmente bastante inferiores como demonstram os levantamentos topo hidrogr ficos de anos sucessivos Al m disso as din micas que controlam os processos hidromorfol gicos e sedimentares s o imprevis veis e n o raramente ocorrem grandes varia es nas suas intensidades e direc es de ano para ano e mesmo por vezes em meses sucessivos da a grande complexidade do fen meno No tro o terminal do estu rio de margens rectil neas e alinhadas longitudinalmente com a entrada do porto a agita o de W propaga se provocando elevados n veis de agita o Este raro fen meno de reduzida persist ncia e penetra o para montante P Proen a Cunha amp J Almeida Mendes 2002 52 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Direc o do transporte litoral O Cabedelo Molhe sul Google Figura 4 2 Transporte litoral e porto da Figueira da Foz O estu rio do Mondego est hoje confinado a uma rea de influ ncia muito reduzida fruto das barreiras introduzidas ao avan o mareal
94. e 2007 assumiu propor es muito preocupantes particularmente na praia de S Jo o onde as dunas foram seriamente afectadas e os parques de Campismo ficaram a poucos metros de serem inundados pelo mar Curiosamente a praia de S Jo o entre a Costa da Caparica e a Cova do Vapor tinha se mantido com alguma estabilidade durante cerca de 30 anos e at data do levantamento hidrogr fico do Instituto Hidrogr fico Setembro 2001 de tal forma que nunca foram constru dos os espor es previstos para essa praia Veloso Gomes et al 2006 Devido a esta progressiva perda de condi es naturais procedeu se a interven es de emerg ncia durante os Invernos de 2002 2003 2003 2004 e 2006 2007 na tentativa de minimizar estragos em infra estruturas e equipamentos urbanos As opera es de emerg ncia de 2003 consistiram na execu o de forma muito prec ria de uma obra longitudinal aderente a norte do espor o norte da Costa da Caparica devido ocorr ncia de graves problemas de eros o e destrui o significativa da duna na praia de S Jo o No Inverno de 2006 2006 procedeu se a nova interven o de emerg ncia depois de um dos parques de campismo existentes na zona ter sido parcialmente inundado pela agita o do mar em consequ ncia da rotura da obra de defesa prec ria que a existia A interven o consistiu no reperfilamento da obra aderente realizada no ano 2003 Foram tamb m realizadas interven es de emerg ncia ao longo de toda
95. e encontro a bancos de areia interiores bancos de areia exteriores bancos de areia nas praias ou ainda poder ter de se recorrer a dragagens CEM 2003 2 2 3 OPERA O E MANUTEN O DE EMBOCADURAS E INTERAC O COM AS PRAIAS ADJACENTES De modo a manter vias naveg veis com boas condi es s o necess rias actividades de opera o e manuten o das embocaduras como a dragagem de canais ou a constru o de quebramares Estas 15 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras actividades podem no entanto ter influ ncia nos processos naturais de transposi o de sedimentos em embocaduras A implementa o de estruturas de defesa como quebramares ou espor es num meio natural mar timo provoca desequil brios no sistema e na din mica sedimentar Estas estruturas funcionam como barreiras acumulando o material litoral e dando origem forma o de bancos de areia nas praias a barlamar e num menor grau a sotamar podendo tamb m bloquear a forma o de bancos e ou acumulados de sedimento que iriam de outra forma crescer ciclicamente a partir da costa a barlamar e migrar para sotamar CEM 2003 Por vezes no sistema natural o banco de areia de vazante estabelece uma liga o com a praia adjacente e a constru o de um quebramar pode prolongar se atrav s da plataforma de transposi o interceptando este mecanismo natural Os quebramares disp em a localiza o do banco de areia de vazante em fun o do seu compr
96. e naturalmente migrava para norte a uma m dia de aproximadamente 36 m ano foi recolocada a sul atrav s da dragagem de um novo canal de navega o estabilizado por dois quebramares Entre 1985 e 1986 foi completa a constru o de um sistema fixo de transposi o bypass de areias Objectivos do Projecto Evitar a acumula o de areia a sul da entrada Evitar a eros o da praia a norte da entrada Manter um canal de navega o com uma profundidade m nima de 6 metros sem recurso a dragagens suplementares 105 Volumes Transporte longitudinal aproximado para norte 580000 m ano Normalmente o sistema transfere areia a 333 m h 30 6 s lidos 570 m hem condi es de pico 40 s lidos O sistema foi projectado para uma m dia de transporte anual de 500000 metros c bicos com um pico de 750000 ano Durante os primeiros 22 meses de opera o foram transferidos aproximadamente um milh o de metros c bicos de areia A taxa de enchimento das crateras sediment traps e assim a produtividade geral s o fun o da energia das ondas incidente Custos A quantidade de energia necess ria at 1990 foi significativamente mais elevada do que o previsto devido inferior performance das bombas de jacto por influ ncia de detritos peda os de madeira pedras lixo etc que se acumularam nas crateras dificultando a aspira o de sedimentos e danificando as bombas O
97. e projecto n o estejam em zonas muito sens veis do ponto de vista ecol gico ou de explora o de recursos vivos e conduzam a solu es t cnicas e custos de extrac o e transporte exequ veis Veloso Gomes 2001 Em rela o avalia o da qualidade dos sedimentos e remetendo j para o enquadramento legislativo portugu s o Despacho Conjunto do Minist rio do Ambiente e Recursos Naturais e Minist rio do Mar de 21 Junho de 1995 possibilita a classifica o de materiais dragados de acordo com o grau de contamina o Classes 1 a 5 sendo os materiais da classe 1 material dragado limpo e os da classe 2 material dragado com contamina o vestigi ria os que poder o ser utilizados em opera es de alimenta o artificial Veloso Gomes 2001 As zonas potencialmente favor veis para ser usadas como fonte ou origem de sedimentos dever o ser objecto de um conjunto de procedimentos base um levantamento topo hidrogr fico uma avalia o dos bi topos e da import ncia ecol gica bem como da import ncia em termos da explora o de recursos vivos uma avalia o das restri es ecol gicas a impor O levantamento topo hidrogr fico tem como objectivo a estimativa dos volumes dispon veis proposta de plano de dragagens remo o acompanhamento das dragagens remo o monitoriza o e dever o ser colheitas amostras para a an lise de granulometria e qualidade Veloso Gomes 2001 A avalia o das restri es ecol gicas
98. e sedimentar necess rio que as fronteiras laterais da rea em estudo estejam localizadas bem para l das fronteiras da rea aparente de influ ncia ou seja a rea referente embocadura e praias adjacentes portanto necess ria uma abordagem regional Uma estimativa regional pode incluir m ltiplas barreiras como ilhas diversas embocaduras ou praias de modo a captar em verdadeiro sentido o potencial de transporte sedimentar em direc o e intensidade CEM 2003 Embocaduras que foram estabilizadas por quebramares durante d cadas t m o potencial de influenciar o transporte sedimentar nas praias adjacentes ao longo de uma extens o de linha de costa 18 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras de v rios quil metros uma dist ncia que pode ultrapassar largamente o que considerada a rea de influ ncia directa da embocadura Os dados requeridos para os modelos de estimativa t m uma elevado grau de incerteza Para o desenvolvimento de estrat gias de manuten o sedimentar em embocaduras e estimativa dos seus impactos litorais Mann CEM 1993 recomenda a considera o da abordagem regional para que as interac es com as praias adjacentes possam ser englobadas no estudo Embora possa ser mais complicado obter dados num contexto regional esta abordagem no entanto mais elucidativa dos reais processos existentes 2 necess rio tamb m que exista uma compatibilidade das escalas temporais espacia
99. e transferir Necessita de dragagens Austr lia Australiana Tm 10s m x com 11 bombas de Norte 500000 no m x 12000 suplementares peri dicas Implementado banhada pelo Direc o SE 1 8m jacto instaladas numa m3 ano m3 dia com draga m vel pois o QM em 2001 Oceano ponte cais com 450m at 5 bombas sul demasiado curto Pac fico Possui 4 pontos de operando em para funcionar como descarga simult neo barreira eficaz Rio Indian Costa Este T 4s 155 Semi m vel e cont nuo 84000 m3 ano 212m3 h 610m de 2 10 m3 EUA dos EUA Hm 2m bomba grua instalados para Norte m d tubagem EUA Implementado banhada pelo na praia num raio de 1 1h dia m d D280 Bomba de 1995 em 1990 Oceano acc o de 120m a sul do de jacto Genflo Atl ntico QM sul Grua m vel Embocadura Costa Este Tm 8s Amplitude Fixo e cont nuo Planta 135000 m3 ano 122 m3 h Tubo de 3 90 m3 do South Lake dos EUA Hm 1 20m max fixa montada no QM para Sul m x Sistema aspira o de EUA Worth Florida banhada pelo Direc o NE 0 8m Norte com bomba de transporta 30 5cm Tubo de 1995 EUA Oceano Hmax 7m succ o fixa e tubo de 50000m3 ano descarga Implementado Atlantico tempestade aspira o Suspenso 1 12h dia D250 Bra o em 1937 por bra o mec nico de mec nico 9m 9m de raio de raio 45 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras
100. ecorrente tal como a eros o das praias a sul Os quebramares foram sendo progressivamente prolongados para manter o porto aberto mas em resposta press o p blica foi implementado um sistema de transposi o artificial de sedimentos em 1982 O sistema consiste em duas bombas de jacto fixas colocadas entrada do porto quebramar sul que interceptam o transporte longitudinal que penetra no porto e em uma bomba de jacto m vel instalada no quebramar norte e manobrada com uma grua que captura o a areia acumulada junto ao quebramar norte antes de penetrar na embocadura Durante os meses de Ver o Abril Setembro s o operadas as duas bombas da entrada durante os meses de Inverno Outubro Margo a bomba do quebramar norte utilizada O sistema operado 5 dias por semana at 10h por dia por 4 oper rios O computador monitoriza e regula todas as fases do sistema Problemas de Funcionamento O sistema teve problemas relacionados com a acumula o de detritos e entupimento das bombas de jacto da entrada Ainda sim a produtividade manteve se em cerca de 152000 ano para as bombas da entrada e 114000 m ano para a bomba do quebramar norte 119 Figura A1 14 Detritos acumulados na cratera de aspira o de uma bomba de jacto Gregory L Williams James E Clausner 1990 Fontes US Army Corps of Engineers 2003 Coastal Engineering Manual Gregory L Williams James E Clausner 1990 Dredging Research
101. em direc o a terra e da artificializa o das suas margens Jos Lu s G S Ribeiro 2002 O Rio corre em canal artificial de Coimbra foz devido s diversas interven es antr picas ocorridas ao longo dos anos Esta artificializa o tem implica es no regime natural do rio provocando grandes modifica es hidr ulicas e de capacidade de transporte com dr stica redu o do caudal s lido afluente ao estu rio O estu rio caracterizado por dois bra os norte e sul separados pela Ilha da Morraceira Na verdade cada bra o constitui um subsistema com caracter sticas distintas do ponto de vista hidrodin mico e sedimentol gico o subsistema Mondego bra o norte e o subsistema Pranto bra o sul No subsistema Mondego a descarga fluvial leva are o at Fontela areias muito grosseiras at ponte finos at desembocadura figura 4 1 A entrada marinha em enchente faz se pelo lado sul do canal de desembocadura devido sedimenta o na zona de sombra a norte por ondula o de NW a enchente leva areias grosseiras a muito grosseiras at rea em frente ao cais comercial e m dias at Carrapatosa P Proen a Cunha amp J Almeida Mendes 2002 O subsistema Mondego apresenta ainda as seguintes caracter sticas mais profundo e predominantemente arenoso intensivamente dragado para funcionalidade do porto predomin ncia fluvial face mareal energia fluvial reduzida regulariza o de caudais energi
102. emente a pr pria actividade econ mica e comercial atribu da s instala es portu rias Em Portugal a agita o mar tima na costa atl ntica caracterizada por uma elevada energia A din mica marinha actual na costa portuguesa essencialmente condicionada pela circula o atmosf rica a oeste no Atl ntico Durante a maior parte do ano com o anticiclone pr ximo dos A ores existe ondula o de WNW A menos frequente ondula o de W e SW est associada a focos depression rios e passagem das respectivas superf cies frontais A esta agita o mar tima de grande intensidade est associada uma tamb m intensa din mica sedimentar na costa portuguesa sendo respons vel pelo transporte de elevados volumes anuais de sedimento atrav s da agita o e correntes mar timas ao longo da costa o que tem consequ ncias n o s para os portos em si mas tamb m para os estu rios rios embocaduras e praias associadas Para al m dos elevados volumes de transporte a elevada energia e irregularidade da agita o mar tima na costa portuguesa levanta tamb m grandes problemas para os projectistas devido sua imprevisibilidade em termos n o s das intensidades como tamb m das direc es das ondas e correntes e dos fluxos de transporte associados existindo por vezes grandes varia es nos estados de agita o de ano para ano Est assim justificado o facto de o recurso a dragagens portu rias para manuten o da navegab
103. ens anualmente dois em dois anos cinco em cinco ou dez em dez e os mesmos custos por metro c bico associados Quadro 5 8 Volumes e custos em fun o da frequ ncia das opera es Anos Volumes Milh es m3 Custo Milh es euros 1 0 9 4 68 x 10 2 1 8 9 36 x 5 5 4 5 21 15 x2 10 9 42 3 x 1 5 5 COSTA DA CAPARICA Na Costa da Caparica o assoreamento anual est estimado nos 290 000 metros c bicos anuais Este valor n o necessariamente fixo tendo um car cter de grande depend ncia das condi es de agita o nomeadamente tempestades que s o imprevis veis Na linha do que foi iniciado em 2004 com as obras de reabilita o dos espor es da Costa da Caparica e seguido em 2007 com a alimenta o artificial de areias 500 000 metros c bicos na primeira fase a solu o para a eros o das praias passar necessariamente por opera es de alimenta o artificial peri dicas O problema que estas interven es s o muito caras mas s o tamb m necess rias para a manuten o do canal de navega o do porto de Lisboa e o seu sucesso depende do n mero de anos a que as opera es de enchimento resistir o Como enunciado no Cap tulo 4 devido exposi o das praias mar s de m dia amplitude forte agita o incidente e grande variabilidade desta tanto anual sazonal ou mesmo semanal ou di ria com grande potencial de transporte pela deriva litoral que pode atingir os 2 milh es de metro
104. entos respons veis pela suc o das areias nomeadamente as bombas de suc o operam sem mobilidade numa localiza o fixa como ao longo do quebramar de barlamar podendo existir uma ou v rias bombas apoiadas por um conjunto de componentes do sistema entre os quais usualmente bomba e motor da bomba 22 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras estrutura de protec o da bomba e motor em rela o s ondas e agita o mar tima casa das bombas bra o mec nico grua ou guincho que suporta as bombas de suc o crateras de aspira o criadas pelas pr prias bombas tubo s de descarga bombas de refor o booster pumps ao longo da tubagem de transporte podem ou n o ser necess rias Entre os tipos de bombas utilizados encontram se bombas de suc o convencionais bombas de jacto bombas submers veis e ainda fluidificadores para aumentar a capacidade de aspira o Na figura 3 1 est exemplificado o caso t pico de um sistema fixo com uma bomba instalada no quebramar suspensa por um sistema mec nico MD oe Quebramar a barlamar Vala de dragagem Bomba de guincho o PEO Direc o x bomba E embocadura predominante do transporte litoral NU t SANA PT Mc J L Linha de descarga Bomba de dragagem Motor da omba Descarga possivelmente atrav s do fundo do NS canal Figura 3 1 Sistema de transposi
105. erface e do ciclo da mar Os rios s o as principais fontes de alimenta o de sedimento para as praias contribuindo com enormes volumes anuais que entram no sistema litoral alimentando a costa Por este facto e pelo que foi dito antes os estu rios t m uma grande tend ncia para acumular sedimento No entanto durante per odos de grande tempestade sedimento acumulado durante d cadas pode ser varrido em horas Richard Silvester John R S Hsu 1997 Actualmente devido regulariza o dos tro os fluviais por ac o do Homem a massa sedimentar transportada para os estu rios e sistema litoral tem vindo a diminuir progressivamente Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 2 1 4 BALAN O DE MASSAS SEDIMENTARES E TRANSPORTE TOTAL Embora globalmente exista uma direc o predominante em rela o ao transporte litoral geralmente as ondas atingem a costa provenientes de diferentes quadrantes produzindo por vezes altera es di rias e conforme a esta o clim tica da direc o de transporte Definindo duas direc es poss veis para o transporte longitudinal como sendo para a esquerda ou direita da costa pode se dizer que este se poder verificiar parte do ano para um lado e parte para o outro CEM 2003 Denominando o transporte para a esquerda como Qe e para a direita como Qd sendo Od um valor positivo e um valor negativo ent o o balan o anual de massas sedimentares definido como Qnet Qd Qe
106. esequil brios A constru o de estruturas portu rias e de defesa costeira como quebramares e espor es provoca uma interrup o do transporte litoral ou deriva litoral criando acumula o de sedimento a barlamar e eros o das praias a sotamar Para al m dessas estruturas a cont nua necessidade de acomodar navios com cada vez maior calado levou a grandes investimentos em dragagens dos canais de navega o Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras que s o cada vez mais profundos e estes canais interferem com o transporte litoral da mesma forma que um quebramar retendo e promovendo a acumula o de sedimentos 2 1 2 1 Movimento sedimentar durante o per odo de tempestade Quando um ciclone ou um sistema de ventos fortes est a actuar na proximidade de uma costa as ondas v o rebentando ao mesmo tempo que continuam a receber energia Estas podem ser denominadas de ondas de tempestade Richard Silvester John R S Hsu 1997 As ondas de tempestade deslocam grandes massas de gua com diversos per odos e alturas de onda correspondentes Estas ondas atingem a costa com per odos de poucos segundos e grandes volumes de gua s o lan ados contra a berma da praia que rapidamente satura PER ODO DE TEMPESTADE SEDIMENTO EM SUSPENS O Figura 2 2 Fen menos ocorrentes durante o per odo de tempestade Richard Silvester John R S Hsu 1997 Esta situa o est representada na figura 2 2 onde se v
107. estabiliza o de embocaduras Basicamente o projecto consiste numa ponte cais jettie pier de 490 metros localizado 250 metros a barlamar e paralelo ao quebramar sul Dez bombas de jacto s o espa adas entre si de aproximadamente 30metros ao longo do espor o onde aspiram o sedimento acumulado e o transferem para a praia a sotamar atrav s de um sistema de tubagens Descreve se em seguida o esquema de funcionamento e suas caracter sticas ver figura A1 2 Bombas de jacto Genflo Sand Bug 9 cm taxa de 103 Ih est o ligadas a var es de aco com fechos que impedem as bombas de penetrar abaixo da sua profundidade m xima de 10 m 107 108 gua limpa para as bombas retirada do interior da estrutura portu ria atrav s de um tubo de bet o de 122cm usando duas bombas de baixa press o A gua destas duas bombas flui atrav s de um tubo de 61 cm 700 metros de comprimento para a esta o principal de bombagem onde alimentam duas outras bombas supply pumps gua sobre press o sai das bombas de refor o atrav s de um tubo de 36 cm at s bombas de jacto no espor o V lvulas controlam o escoamento de gua para as linhas 15 cm que alimentam cada bomba de jacto A gua limpa tamb m pode ser dirigida a fluidificadores em cada bomba de jacto Estes s o usados durante a instala o e remo o para melhorar capacidade de transfer ncia das bombas A mistura gua sedimento das bombas de
108. ficativa na estrutura das praias n o perspectivando a acumula o de quantidades significativas de areia no molhe norte dado o fraco contributo de sedimentos provenientes de norte e da orienta o dos molhes em qualquer das alternativas Apesar das previs es do EIA pouco tempo depois da execu o das obras verificou se uma substancial acumula o de sedimentos na barra entre os dois quebramares com interrup o do transporte sedimentar e consequente eros o das praias a sul tendo inclusive ter sido necess rio entretanto o recurso a dragagens de manuten o no Portinho O trecho em causa compreende a pequena praia de Ancora e a praia mais longa da Gelfa As duas praias separadas pela foz do rio Ancora formam uma orla arenosa encaixada entre duas zonas 73 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras rochosas bastante extensas que definem uma orienta o geral N S para este trecho de costa e a norte de Vila Praia de ncora estende se uma plataforma rochosa costeira com 4 5km de extens o que termina na praia de Moledo IPM 2000 O pequeno rio ncora descreve junto foz a curva do Caldeir o que faz parte de um meandro acentuado que estreita localmente a berma da praia e o cord o litoral tornando o trecho terminal do estu rio vulner vel a galgamentos mar timos com obstru o do leito com areia das dunas IPM 2000 O transporte sedimentar potencial est avaliado na ordem dos milh es de metros c bico
109. funcionamento para as diversas bombas e di metros da conduta Pontos Qreal _ Energia Custo Custo funcion zi Hrs dia energia da s lidos n ano U m s para pombado m dia kwh euros conduta L 1000m ano euros D125 DP15 Q m3 h 40 0 28 0 13 5 6909 484 35340 0 9 H m 18 2 DP20 Q m3 h 50 5 35 4 10 7 8921 624 35340 1 1 H m 23 5 DP30 Q m3 h 65 0 45 5 8 3 12528 877 35340 1 5 H m 33 0 D150 15 Q m3 h 42 5 29 8 12 7 4802 336 36600 0 7 H m 12 7 DP20B Q m3 h 52 5 36 8 10 3 5638 395 36600 0 8 H m 14 9 DP30B Q m3 h 66 0 46 2 8 2 6985 489 36600 1 0 H m 18 4 DP50 Q m3 h 95 0 66 5 5 7 10402 728 36600 1 5 H m 27 4 DP50H Q m3 h 108 0 75 6 5 0 12338 864 36600 1 7 H m 32 5 D200 DP40B Q m3 h 101 5 6947 486 48610 H m DP50B Q m3 h 190 0 133 0 2 8 9491 664 48610 1 7 H m 25 0 DP75B Q m3 h 225 0 157 5 2 4 12072 845 48610 2 0 H m 31 8 DP100B Q m3 h 237 0 165 9 2 3 12907 904 48610 2 1 H m 34 0 alguns custos Mantendo o crit rio anterior de 3 a 4h de funcionamento di rio a bomba escolhida a DP40B com 3 7h de opera o di ria a 145 h Os custos da conduta t m em conta o m ximo de 1000 metros de comprimento perspectivados 5 2 2 BOMBAS TSURUMI Quadro 5 4 Caracter sticas de funcionamento para as diversas bombas e di metros da conduta Pontos Energia Custo Custo funcion s lidas
110. gidos ou mantidos se novas alimenta es artificiais forem efectuadas 62 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Rio Tejo Retirada do aglomerado da Cova do Vapor Oceano Atl ntico AN da frei Legenda emm Obra de Defesa Aderente OA E Praias em baixa mar Ese Espor es 1 000 500 0 1 000 m mew E A Figura 4 7 Interven o de opera es de alimenta o artificial na Figueira da Foz Veloso Gomes et al 2006 63 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 4 4 2 CARACTER STICAS HIDRODIN MICAS E PROCESSOS SEDIMENTARES A zona costeira da Costa da Caparica solicitada por um regime de agita o com as seguintes caracter sticas Altura de onda significativa que varia entre 0 5 2 5 m Per odos de onda a oscilar entre os 5 se os 15 s Direc o predominante entre WSW e WNW sector costeiro fica bastante exposto a tempestades com rumo de SW onde a altura de onda significativa pode ultrapassar os 5 m Mar s astron micas semi diurnas com preia mar de guas vivas de 3 83 m e baixa mar de guas vivas de 0 27 m As mar s meteorol gicas podem atingir os 0 5 m por ac o das baixas press es e persist ncia de ventos e agita o As correntes em mar viva na embocadura do estu rio podem ultrapassar os 2 0 m s enchente e 1 8 m s vazante Em mar m dia os valores s o 1 5 m s enchente e 1 4 m s vazante Na zona frontal
111. go da costa adjacentes embocadura Uma embocadura madura com um bem desenvolvido banco de areia de vazante pode transpor sedimento atrav s desse mesmo banco resultando muitas vezes num dep sito de areia que se prolonga em direc o praia a sotamar A acumula o no interior ocorre na forma de bancos de areia ou dep sitos sedimentares nos canais do porto Os mecanismos respons veis por estes dep sitos de areia interiores s o a passagem de material atrav s ou volta dos quebramares e as ondas e correntes que guiam a areia para o interior da embocadura Compreender a interac o da embocadura com as praias adjacentes baseado em O grau em que os quebramares acumulam vertem ou transp em areia a direc o distribui o e for a relativa das correntes de mar presentes na embocadura o efeito do banco de areia de vazante e da batimetria adjacente na transforma o das ondas refrac o e no potencial de transporte litoral o padr o de forma o de dep sitos de areia no interior da embocadura a localiza o e a frequ ncia das opera es de dragagem de sedimentos litorais o hist rico dos locais de deposi o e ainda a qualidade do material dragado tamanho e tipo dos sedimentos 16 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Existem uma s rie de processos pelos quais poss vel a an lise destes factores entre os quais os principais ser o as observa es in situ e
112. ha de costa da Figueira da Foz ao longo dos anos 61 Fig 4 7 Interven o de opera es de alimenta o artificial na Figueira da Foz 63 Fig 4 8 Porto de VO lO ortum Bin ais m a ra n o ree reine 66 Fig 4 9 Barra de Aveiro si sits eck di e a 67 Fig 4 10 Futuras obras de protec o costeira nas praias de Costa Nova Mira e Vagueira a sul do efoJaraMe MAVI o 69 Fig 4 11 Entrada mar tima da barra de Aveiro 70 Fig 4 12 Solu o de transposi o da barra de Aveiro por conduta proposta em 1967 pela Hidrot cnica Portuguesa ostia iii 71 Fig 4 13 Portinho de Pesca de Vila Praia de Ancora scccssscsssscsssesscssssessessssesssssesessasessseeeeesees 72 Fig 5 1 Abaco de perdas de carga para misturas 76 Fig 5 2 Definicao de H1 avian Heat rege Pen an eeu Pet ete 77 Fig 5 3 Configura o da conduta ssssssssssssssseseseeeeeeen enne nennen nnne nnne nene 78 Fig 5 4 Curvas da instala o e das bombas para 0125 mm ssssssssssseeeeenenn 79 Fig 5 5 Curvas da instala o e das bombas para 0150 mm sss 80 Fig 5 6 Curvas da instala o e das bombas para D100 mm sssssssssssssseeee eene 81 Fig 5 7 Curvas da instala o e das bom
113. ilidade e de situa es de risco relativas s ac es do mar Coelho et al 2007 Os autores conclu ram que o modelo evidenciava uma tend ncia erosiva tanto em Aveiro como na Figueira da Foz bem como a intensa acumula o e reten o de areia na praia da Figueira da Foz a barlamar do porto Em termos da aplica o dos modelos de avalia o do transporte sedimentar para estimativa das taxas e direc es desse mesmo transporte no sistema de uma embocadura e suas praias adjacentes a dificuldade mant m se Como o efeito de uma embocadura nas praias adjacentes fun o do transporte total e n o apenas do balan o de massas importante incluir o transporte em ambas as direc es no modelo bem como o transporte local de modo a se evitarem m s interpreta es dos resultados O desenvolvimento de modelos de avalia o do transporte sedimentar requer que as taxas direc es do transporte de areia adjacente ou interior embocadura sejam desenvolvidos a partir de medi es das altera es volum tricas no sistema da embocadura especificamente as costas a barlamar e sotamar os bancos de areia da embocadura e os canais O desenvolvimento destes modelos complicado devido a incertezas associadas s taxas de transporte de sedimento ao longo da costa registos incompletos das varia es volum tricas entre outros factores Assim uma nica solu o raramente poss vel sendo antes o objectivo o de desenvolver um leque de p
114. ilidade ser uma pr tica comum e indispens vel nas barras e canais de navega o dos portos portugueses que ficam assoreados por sedimentos marinhos tamb m fluviais mas com maior relev ncia em caso de cheias O objectivo final deste trabalho ser o estudo de potenciais alternativas s dragagens tradicionais nos portos e praias portuguesas que largam os sedimentos no mar ou os usam para fins comerciais contribuindo para a eros o das praias adjacentes por processos de transposi o artificial de sedimentos que minimizem o problema da navegabilidade portu ria mas que ao mesmo tempo tragam tamb m um benef cio ambiental transpondo os sedimentos para as praias em eros o Estes sistemas embora j implementados e explorados com sucesso em outros pa ses nomeadamente os Estados Unidos e tamb m a Austr lia nunca foram implementados em Portugal Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Ser o analisados a grande escala em termos dos volumes transportados pela deriva litoral os portos da Figueira da Foz Aveiro e o caso das praias da Costa da Caparica e a pequena escala os casos da Praia da Aguda e Vila Praia de ncora Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 2 PROCESSOS SEDIMENTARES E HIDROMORFOLOGICOS RELEVANTES 2 1 AGITAC O MARITIMA E TRANSPORTE SEDIMENTAR AO LONGO DA COSTA 2 1 1 AGENTES RESPONS VEIS PELO TRANSPORTE DE SEDIMENTOS AO LONGO DA COSTA O espa o onde o mar o terreno
115. imento transportando o para longe da costa e do sistema litoral A dragagem de bancos de areia ou de canais numa embocadura com ou sem elementos estruturais quebramares pode aumentar o potencial da embocadura para acumular sedimento da mesma maneira que uma depress o no fundo mar timo tem a mesma tend ncia Se a areia dragada n o for colocada nas praias adjacentes ou no sistema litoral ent o o efeito a longo prazo do balan o de massas ser a eros o dessas mesmas praias de um dos lados ou de ambos os lados da embocadura Estas dragagens podem tamb m aumentar as velocidades de escoamento ou o volume de gua que atravessa a embocadura resultando normalmente no alargamento dos bancos de areia interiores e na desloca o do banco de areia de vazante na direc o do oceano o que reduz a capacidade de transposi o da pr pria embocadura Quebramares demasiado baixos ou porosos ou com descarregadores podem aumentar o grau no qual a areia retirada das praias adjacentes Os quebramares tamb m influenciam o padr o do transporte litoral ao longo da costa adjacente desenvolvendo zonas nas quais o campo de ondas refractadas modificado denominadas de shadow zones CEM 2003 Z A compreens o da interac o entre a embocadura e as praias adjacentes de grande import ncia O sedimento pode acumular tanto no interior como no exterior de uma embocadura A acumula o no exterior observa se na forma de bancos de areia ao lon
116. is Numa discuss o sobre o processo de planeamento de projectos costeiros Kraus CEM 1989 afirmou que as escalas temporais e espaciais dos dados utilizados em modelos quer sejam num ricos anal ticos f sicos conceptuais t m de estar em conson ncia com as escalas do pr prio modelo Por exemplo um modelo desenvolvido com base em dados representativos de uma escala temporal de dias a meses e relativos zona directa de influ ncia da embocadura n o devem ser extrapolados para escalas temporais de anos ou d cadas e para uma regi o que se prolonga por v rios quil metros para l da zona directa de influ ncia da embocadura Da mesma forma uma estimativa desenvolvida com base num per odo de cinquenta anos n o pode representar adequadamente as flutua es sasonais observadas localmente na zona do projecto Pretende se que os modelos de estimativa do transporte sedimentar representem per odos com significado em termos de engenharia seja de 3 a 5 anos ciclos de dragagem em embocaduras ou 30 a 50 anos tempo de vida do projecto No entanto varia es sasonais e anuais devem ser consideradas e podem contribuir para a incerteza num modelo de estimativa de transporte sedimentar ou lan ar as bases para uma an lise de sensibilidade CEM 2003 No Coastal Engineering Manual podem ser consultados alguns destes modelos em pormenor sendo que a sua apresenta o n o aqui feita por se considerar que sai do mbito deste trabalho 19
117. izadas ao longo do tempo No trecho compreendido entre a Costa Nova e a Vagueira ao longo de aproximadamente 11 km no per odo de 1947 a 1978 a eros o provocou um recuo das praias na ordem nos 200 a 300 m e o primeiro campo de espor es foi constru do em 1972 Entre 1978 e 1996 a eros o fora da zona dos espor es atingiu os 100 m Veloso Gomes et al 2006 Para al m dos espor es foram ainda levadas a cabo obras de reten o interven es no sentido da recupera o do sistema de dunas re vegeta o etc No tro o Vagueira praia de Mira os efeitos da eros o e dos sucessivos galgamentos mar timos s o claramente vis veis e embora n o existam frentes urbanas a ser preservadas nesta zona esta recess o pode provocar s rios problemas pois previs vel que a linha de costa recue at ao ponto em que novas barras sejam abertas o que ainda n o aconteceu devido s interven es de emerg ncia que t m vindo a ser realizadas nos ltimos anos Veloso Gomes et al 2006 Actualmente a situa o cr tica pois apesar das diversas estruturas de defesa costeira constru das durante os anos setenta e oitenta n o foi realizado um trabalho de manuten o destas at ao ano de 1994 e os seus n veis de funcionamento estrutural baixaram abaixo dos aceit veis em termos de seguran a e risco Os sedimentos continuam a ficar retidos no quebramar norte do porto de Aveiro e as areias dragadas na barra e canal continuam a ser usadas par
118. lamar para sotamar do quebramar por satura o deste Esta movimenta o ser naturalmente ben fica para as praias a sul que passar o a ser alimentadas e pode se afirmar que a interrup o do transporte litoral associada constru o do quebramar passar com o decorrer dos anos a ter menos impactes a sul De modo a mitigar os impactes negativos derivados da constru o do quebramar a autarquia procedeu a diversas opera es anuais por cami o ou por dumper de transporte de areias da zona de acumula o a norte do quebramar para a praia da Granja Desde a constru o do quebramar e ao longo dos anos foram realizados diversos levantamentos topogr ficos das praias a norte e a sul do quebramar e estimados os volumes de areias acumulados ou em d fice Desconhecem se no entanto os volumes e os locais exactos de recolha e deposi o dos sedimentos nas opera es realizadas pela autarquia Apesar de estas opera es proporcionarem uma ligeira melhoria das condi es balneares na praia da 56 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Figura 4 3 Quebramar destacado da praia da Aguda evolu o do t mbolo de areia e linha de costa Veloso Gomes et al 2006 Granja t m exigido recargas anuais j que a agita o mar tima se encarrega de rapidamente os transportar novamente no Inverno e Outono seguintes e muito previsivelmente tamb m a ribeira que desagua nessa zona respons vel pelo transporte do
119. m foi de 1 7 milh es de d lares 113 Figura 1 8 Grua manobrando bomba de jacto no rio Indian Delaware Gregory L Williams James E Clausner 1990 Fontes US Army Corps of Engineers 2003 Coastal Engineering Manual Gregory L Williams James E Clausner 1990 Dredging Research Technical Note Fixed Sand Bypassing Plant an Update US Army Engineer Waterways Experiment Station http el erdc usace army mil dots drptnote drp3 03 pdf 02 10 07 Gregory L Williams James E Clausner 1990 Dredging Research Technical Note Field Test of the Dredging Research Program DRP Eductor US Army Engineer Waterways Experiment http el erdc usace army mil dots drptnote drp3 12 pdf 02 10 07 Zarillo G A and Brehin 2007 Hydrodynamic and Morphologic Modeling at Sebastian Inlet FL Proceedings Coastal Sediments 07 Conference ASCE Press Reston VA 1297 1310 10 12 07 PROJECTO DE TRANSPOSI O DA EMBOCADURA DO SOUTH LAKE WORTH Localizac o e Datas A embocadura do South Lake Worth est localizada a sudoeste da costa Atl ntica da Florida EUA A embocadura foi aberta e artificialmente estabilizada por dois quebramares em 1927 Dados Estat sticos Caracter sticas T cnicas e Custos O transporte litoral est estimado em 135000 metros c bicos anuais para sul Em 1937 foi instalado o primeiro sistema de transposi o artificial que foi sofrendo v rios melhoramentos at aos dias hoje Actualme
120. m a ser solicitadas pelos agentes transportadores ondas e mar s o que cria um desequil brio de massas sedimentares que leva inevitavelmente eros o destas praias recuando por vezes centenas de metros com consequ ncias dram ticas para a economia local turismo e mesmo para a estabilidade das estruturas junto costa De modo a mitigar estes problemas desenvolveram se metodologias para promover a transposi o dos sedimentos por meios artificiais Estes m todos come aram a ser implementados ao longo do s culo 20 nomeadamente nos EUA e mais recentemente com elevado sucesso na Austr lia mas raramente foram realizados projectos de estabiliza o de embocaduras em que os sistemas de transposi o artificial fizessem parte integrante destes As estruturas portu rias eram geralmente realizadas sem nenhum sistema de transposi o planeado e ao fim de algum tempo surgiam os primeiros problemas levando geralmente ao recurso a dragagens de elevado custo ou s ent o implementa o de um sistema de transposi o artificial Existem diversos tipos de configura es para sistemas de transposi o artificial Podem ser agrupados em tr s tipos gerais fixos m veis semi m veis ou uma combina o dos anteriores Basicamente procura se aprisionar ou armazenar o sedimento em locais espec ficos onde seja mais f cil a sua recolha e a opera o dos equipamentos necess rios Esses locais denominam se como sediment traps e podem e
121. m destes existem outros processos com o intuito da avalia o da direc o e magnitude do transporte sedimentar litoral Entre os quais e Marcar o sedimento natural da praia com um indicador fluorescente Os indicadores s o inseridos na surf zone ou zona de rebenta o efectuando se posteriormente recolhas de material em diversos locais para determinar a sua distribui o e O transporte de sedimento suspenso tem sido largamente estudado Um processo ser bombar gua da rea de rebenta o contendo material suspenso Esta t cnica tem a vantagem de permitir o processamento de grandes quantidades dando uma certa confian a de que as amostras sejam representativas das concentra es de sedimento nessa zona e Outro m todo para medir as concentra es de material suspenso com armadilhas S o normalmente estruturas verticais que armazenam o sedimento mas que permitem a passagem da gua podendo assim ser utilizadas para examinar a distribui o vertical de sedimento suspenso Podem ser colocadas em qualquer local da zona de rebenta o e O nico m todo para medida do transporte de material dos fundos o recurso a armadilhas dos fundos bed load traps No entanto estas t cnicas n o apresentam resultados com significado a longo prazo podendo ser relacionadas com modos espec ficos de transporte seja suspenso ou dos fundos mas n o possuindo grande significado em termos das quantidades transportadas a lo
122. mente dividido em dois tipos a pequena escala em termos de volumes anuais de transporte sedimentar como s o os casos da praia da Aguda e de Vila Praia de ncora e a grande escala como s o os casos de Aveiro Figueira da Foz e Costa da Caparica No primeiro o estudo feito com base em solu es de recolha a barlamar da mistura gua sedimento e bombagem por tubagem para as praias a sotamar Trata se de solu es simples semi m veis e cont nuas com apenas uma bomba actuando na zona de acumula o Para os casos de maior escala s o propostos sistemas cont nuos vocacionados para a instala o de esta es de bombagem no quebramar de barlamar do porto e tamb m sistemas peri dicos com o recurso utiliza o de dragas Foram pesquisadas v rias marcas de bombas capazes de transportar misturas gua areia entre as quais BJM pumps Hydratech pumps Tsurumi Toyo Genflo etc Para o estudo prosseguiu se com a aplica o das bombas Toyo e Tsurumi pelo simples facto de se enquadrarem melhor nas aplica es que se pretendia e por serem aquelas sobre as quais se dispunha de maior informa o t cnica Foram aplicadas bombas submers veis e informa es sobre estas podem ser consultados no Anexo 2 Para a contabiliza o das perdas de carga foi utilizado um baco figura 5 1 fornecido pelo fabricante Toyo e utilizado no estudo de ambas as marcas Por indica o do fabricante os valores das perdas de carga lidos no gr fico f
123. n mica sedimentar de uma embocadura predominantemente fun o da interac o entre as correntes de mar associadas a per odos de vazante e enchente com as correntes de deriva litoral que percorrem a costa derivadas da obliquidade das ondas incidentes A partir da costa a barlamar ondas incidentes obl quas transportam o sedimento ao longo da costa e de encontro embocadura As ondas que rebentam no banco de areia de vazante transportam sedimento para a embocadura e para as praias a sotamar podendo alargar o banco de areia de vazante de encontro a estas praias A sotamar da embocadura a refrac o das ondas ao longo do banco de areia de vazante diminui a obliquidade das ondas incidentes e assim a associada magnitude do transporte sedimentar a sotamar Nas proximidades da embocadura o transporte ao longo da linha de costa pode at ser revertido na sua direc o de modo a que este passe a ser dirigido para a embocadura mas a partir de sotamar Este transporte intensificado por correntes de difrac o dirigidas para a embocadura ao longo da linha de costa imediatamente a sotamar O sedimento transportado para a embocadura a partir de sotamar pode tamb m ter a sua origem em correntes circulares ou estas podem divergir o material para o banco de areia de vazante figura 2 6 Estas correntes est o relacionadas com o efeito das mar s Se os quebramares n o forem imperme veis o sedimento pode ser transportado atrav s ou sobre estas estrutur
124. nal vel 59 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras recuo da linha de costa na frente urbana da Costa da Caparica A restinga continuou a migrar no sentido de terra localizando se actualmente no interior do Estu rio do rio Tejo na regi o do terminal da NATO 3km de recuo total Veloso Gomes et al 2006 Entre 1957 e 1963 segundo Barcel 1971 a duna recuou 100m e a cota da crista da duna diminuiu aproximadamente 6m Estas transforma es fisiogr ficas provocaram a exposi o da frente urbana s ac es directas do mar em especial durante a ocorr ncia de tempestades De modo a contrariar os efeitos negativos de tal exposi o foram realizadas entre 1959 e 1971 na zona entre a praia da Costa da Caparica e Cova do Vapor obras de defesa costeira em geral e da frente urbana em particular nomeadamente uma obra de defesa aderente com 2 5 km de comprimento e sete espor es com 180 m de comprimento unit rio Ap s as obras entre 1972 e 2000 a linha de costa manteve se aproximadamente est vel embora com epis dios pontuais de galgamentos Inverno de 1995 1996 com perda cont nua de sedimentos entre os espor es e com degrada o estrutural acentuada das obras de defesa No Inverno de 2000 2001 um novo ciclo de recuo da linha de costa foi iniciado com eros o e galgamento da praia de S Jo o e da duna frontal Veloso Gomes et al 2006 A perda de areal na zona da Costa da Caparica Cova do Vapor entre 2001
125. ndego e as sucessivas interven es antr picas o potencial de transporte do rio ficou muito reduzido sendo o Mondego respons vel apenas por uma pequena parte do sedimento transportado para o estu rio e Porto excepto em situa es de cheia O potencial de transporte litoral m ximo para a Figueira da Foz est avaliado em cerca de 1 a 1 5 milh es de metros c bicos anuais de sedimento 54 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras n Est previsto para 2008 o prolongamento do molhe norte com implica es no tr nsito sedimentar O assoreamento na entrada do porto resulta essencialmente de um regime litoral muito intenso em que o transporte litoral coloca em frente barra volumes elevados de areia que penetram com a enchente n Um temporal pode provocar grande assoreamento na barra e banco de areia de vazante A partir da an lise de tr s levantamentos topo hidrogr ficos Out 84 Jun 96 Mar 00 no sector estuarino que envolve a barra o anteporto e o canal de acesso portu rio ponte da Figueira da Foz poss vel realizar uma estimativa do assoreamento m dio nessa zona Em 1984 foi aprofundado o canal de navega o anteporto ponte para 6m ZH e em 1985 foram feitas dragagens no canal de navega o 35x 10 anteporto e junto ao cais comercial na ordem dos 616x10 m Entre1990 e 1996 a draga de suc o operando na zona do anteporto e barra dragou 286 x10 m o que corresponde a uma m dia de
126. ng Two Water Bodies Tese de Doutoramento Paginas 26 e 27 School of Engineering Griffith Engineering Gold Coast Campus http www4 gu edu au 8080 adt root public adt QGU20060111 145655 index html 05 11 07 US Army Corps of Engineers 2003 Coastal Engineering Manual James E Clausner 1999 Sand Bypassing Cost and Performance Database US Army Corps of Engineers http chl erdc usace army mil library publications chetn pdf cetn ii 41 pdf 04 11 07 US Army Engineer Waterways Experiment Station Coastal Engineering Technical Note Jet Pump Sand Bypassing Case Study I Nerang River Australia Coastal Engineering Research Center http chl erdc usace army mil library publications chetn pdf chetn ii 17 pdf 08 11 07 109 PROJECTO DE TRANSPOSI O ARTIFICIAL DA ENTRADA DO RIO TWEED Descarga de Descarga de West Snapper East Snapper 7 Rocks Descarga ac Rocks Kirra Point Pac fico ORDCCNMOUNT FLEMBLE OUTLET Descarga de Duranbah Te eak estet foro STATION Souther ee e ros 5 Coolangatta Tweed Heads amp Edif cio de controlo IN QUEENSLAND hh Molhe Cais NEW SOUTH WALES baixa press os r z Letitia Spit A D 100 200 300 400 500 metres h a Figura A1 5 Projecto de transposi o de areias da entrada do rio Tweed Malcolm Pound 2002 Localizac o e Datas Quinhentos metros a sul de New South
127. ngo prazo que s o as de maior interesse para projectos de engenharia costeira A quantifica o da capacidade potencial de transporte sedimentar pode ser obtida atrav s de modelos matem ticos cuja apresenta o e metodologia sai do mbito deste trabalho e pode ser por exemplo consultada no Coastal Engineering Manual 2 2 PROBLEM TICA DAS EMBOCADURAS 2 2 1 CONTROLO DE SEDIMENTOS NUMA EMBOCADURA EMBOCADURAS NATURAIS E ARTIFICIAIS Uma embocadura faz a liga o entre um grande e aberto corpo de gua oceano mar lago com um geralmente mais pequeno ba a lagoa rio ou estu rio atrav s de um corpo de terra como uma 11 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras barreira de areia S o zonas da costa com caracter sticas hidrodin micas e de din mica sedimentar especiais e complexas devido ao facto de estabelecerem uma liga o onde diversas for as da natureza interagem entre si A garganta da embocadura a regi o com a menor rea em sec o transversal e por isso maiores velocidades Um canal define a zona da embocadura com maior profundidade podendo existir v rios canais que podem migrar desaparecer ou alternar O denominado canal de navega o aquele que mais profundo a dada altura ou dragado para fins de navegabilidade Uma embocadura de mar ou tidal inlet possui um significativo escoamento dirigido tanto para dentro como para fora da sua garganta em fun o das flutua es do n vel de g
128. nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nn 35 3 16 Esquema tipo da cabe a rotativa ou cutter 36 3 17 Draga de suc o estacion ria em opera o errei 36 3 18 Draga de injec o de gua ou water injection 37 3 19 Esquema geral de uma draga de injec o de agua ou water injection dredge 37 3 20 Sistema com descarregador incorporado no 38 3 21 Sistema com descarregador exterior sse 39 3 22 Armazenamento tempor rio de sedimento a barlamar do descarregador 40 3 23 Perfil do descargado ironia 40 3 24 Cratera de 42 4 1 Morfologia da costa da Figueira da Foz e do estu rio do 50 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Fig 4 2 Transporte litoral e porto da Figueira da Foz arenas 53 Fig 4 3 Quebramar destacado da praia da Aguda evolu o do t mbolo de areia e linha de costa 57 Fig 4 4 Portinho de pesca da praia da Aguda atenta eene eene 58 Fig 4 5 Molhe da praia da Aguda 59 Fig 4 6 Recuo da restinga e da lin
129. nnnnnnnns 45 Quadro 5 1 Caracter sticas de funcionamento para as diversas bombas e di metros da conduta 80 Quadro 5 2 Caracter sticas de funcionamento para as diversas bombas e di metros da conduta 82 Quadro 5 3 Caracter sticas de funcionamento para as diversas bombas e di metros da conduta 84 Quadro 5 4 Caracter sticas de funcionamento para as diversas bombas e di metros da conduta 84 Quadro 5 5 Caracter sticas de funcionamento para as diversas bombas e di metros da conduta 87 Quadro 5 6 Volumes e custos em fun o da frequ ncia das opera es 89 Quadro 5 7 Caracter sticas de funcionamento para as diversas bombas e di metros da conduta 91 Quadro 5 8 Volumes e custos em fun o da frequ ncia das 91 Quadro 5 9 Volumes e custos em fun o da frequ ncia das 92 Quadro 5 10 Bombas Toyo custos em euros cccccccccecsesssseceeeeecsesesseaeceecesceeseesuaaececeeecsesesasaeseeseseneneas 92 Quadro 5 11 Bombas Tsurumi custos em euros sess enne nnne 93 Quadro 5 12 Bombas Toyo custos em euros nana sns 93 Quadro 5 13
130. nte arenosa aproximadamente orientada a N21E e um sector costeiro afectado por uma agita o mar tima bastante energ tica caracterizado por uma altura de onda significativa m dia de 2m e um per odo de 12s A agita o de oeste W atinge o seu m ximo no Inverno que quando geralmente se d o os temporais provenientes de noroeste com alturas de onda ao largo que facilmente chegam aos 8m persistindo at cinco dias O regime de mar semi diurno com uma amplitude de mar que varia entre 2 e 4m em mar s vivas O transporte longilitoral principalmente devido s ondas de norte para sul com uma intensidade m dia de 1 2 milh es de metros c bicos por ano Os sedimentos necess rios para saturar a capacidade de transporte das ondas s o provenientes de duas fontes o Rio Douro e a eros o costeira Em regime natural o Rio Douro debitaria cerca de 1 8 milh es de metros c bicos por ano mas esta taxa tem vindo a diminuir mostrando actualmente uma tend ncia de cessa o e como consequ ncia tem se verificado um aumento da eros o costeira C Coelho et al 2006 O sector costeiro da Figueira da Foz encontra se limitado a norte pelo Cabo Mondego uma arriba cuja base tem afloramentos rochosos A sul deste cabo a costa inflecte para sudeste e a seguir praia de Buarcos vai recuperando a orienta o t pica da costa noroeste portuguesa C Coelho et al 2006 Para profundidades superiores a 25m os fundos n o apresentam irregul
131. nte o sistema consiste numa bomba instalada no quebramar norte e suspensa por um bra o mec nico de 9m de raio actuando na rea adjacente onde o sedimento acumulou e 114 BOMBA GRUA OU BRA O MEC NICO TUBAGEM Figura A1 9 Sistema de transposi o da embocadura do South Lake Worth e transferindo o para as praias a sul atrav s de uma tubagem de 365m D250 mm como representado esquematicamente na figura 9 A produtividade est limitada pelo facto da bomba estar fixa no quebramar pelo raio de ac o do bra o mec nico e pelo tamanho da cratera de aspira o 460 metros c bicos O bypass do sistema est estimado em aproximadamente 50000 m ano 35 sendo que do transporte litoral para sul 45 s o transpostos naturalmente atrav s do banco de areia de vazante 2 por uma draga hidr ulica peri dica que actua no interior da embocadura e os restantes 18 s o perdidos para fora do sistema litoral A bomba transfere entre 95 e 122 m h O custo por metro c bico est avaliado em 3 9 d lares EUA CEM 2003 ia AS Vc pr Figura A1 10 Tubagem a descarregar sedimento a sul do quebramar sul R R Minkin 1965 Fontes US Army Corps of Engineers 2001 Coastal Engineering Manual 115 Department of Environmental Protection Palm Beach County Board of County Comissioners 1999 South Lake Worth Inlet Management Study Summary of Findings Report and Recommended Implementation Pl
132. nte pretendia uma interven o que resolvesse o problema da forte agita o mar tima incidente no sentido de aumentar o n mero de dias por ano em que as embarca es pudessem partir e regressar da faina Entre 2 de Outubro de 2001 e 31 de Julho de 2002 foi constru do pelo INAG um quebramar destacado em bet o cicl pico sobre afloramentos rochosos com o intuito de proporcionar uma zona de abrigo no sentido de melhorar as condi es de seguran a e operacionalidade Paralelamente a obra teve tamb m o objectivo de defender a frente marginal edificada da Aguda das ac es directas das ondas do mar A obra cumpriu os objectivos a que se propunha proporcionar uma zona de abrigo para os pescadores e proteger a frente edificada da Aguda que n o voltou a ser alcan ada pelas ondas mas criou um outro problema que foi a forma o de um t mbolo na zona protegida ou seja provocou uma acumula o de areias na zona entre o quebramar e a marginal Esse t mbolo embora j previsto pelo projectista tomou propor es muito maiores s que se esperavam unindo rapidamente a marginal extremidade Norte do quebramar deixando de funcionar como um quebramar destacado e passando a funcionar como um espor o Apesar de a Norte o efeito de acumula o ser positivo ao possibilitar a constitui o de uma ampla praia e o refor o natural das dunas e de inicialmente se ter formado uma ba a para acesso e varagem das embarca es os sedimentos que se acum
133. ntinua apenas enquanto existe material offshore dispon vel para ser carregado pelas ondas que rebentam Richard Silvester John R S Hsu 1997 A inclina o do talude da berma da praia depende da granulometria do sedimento Material mais fino produz inclina es mais suaves que as areias mais grossas Quando o material depositado na praia a areia est muito solta mas medida que as ondas continuam a incidir esta torna se mais compacta Richard Silvester John R S Hsu 1997 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras N VEL FRE TICO PERCOLA O RESSALTO HIDR ULICO Figura 2 3 Fen menos ocorrentes ap s o per odo de tempestade Richard Silvester John R S Hsu 1997 2 1 3 EFEITO DAS MAR S CORRENTES OCE NICAS E CONDI ES ESTUARINAS Em termos do transporte sedimentar as mar s apenas promovem o transporte transversal em rela o costa Em geral as velocidades do escoamento assim criadas s o pequenas e t m pouca relev ncia nas taxas de transporte sedimentar anuais mas ganham significado no caso de existirem estreitamentos como em embocaduras artificiais ou naturais No entanto quanto maior for a amplitude da mar maior ser a rea de influ ncia das ondas durante os per odos de tempestade e maiores ser o os n veis de eros o Historicamente tem sido registado que as tempestades mais devastadoras acontecem durante os per odos de preia mar Richard Silvester John
134. nv m que essa crista seja baixa Tamb m conv m que seja baixa para que o sistema de limpeza aquando de cheias funcione Estas fun es conflituosas requerem flexibilidade e estudo para se obter as melhores solu es A transi o do equil brio que existe antes da constru o da obra para um equil brio ap s obra requer algum tempo indeterminado para se atingir Durante esta transi o a efic cia do sistema pode ainda n o reflectir verdadeiramente a sua capacidade 39 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Zona de armazenamento Armazenamento tempor rio de sedimento Figura 3 22 Armazenamento tempor rio de sedimento a barlamar do descarregador Weggel 1981 O design de cada um dos elementos dependente das caracter sticas hidr ulicas locais das mar s da agita o do transporte longitudinal do tamanho e tipo dos navios e da geometria geral da embocadura Weggel 1981 Enrocamento de protec o Figura 3 23 Perfil do descarregador Weggel 1981 40 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 3 1 7 LOCALIZA O DAS DESCARGAS DE MATERIAL SEDIMENTAR A escolha dos locais de descarga do material sedimentar deve ser criteriosa para que as opera es n o sejam in teis na sua tentativa de mitigar as eros es das praias e para que o sedimento n o volte a entrar no sistema din mico da embocadura voltando a criar problemas de assoreamento Assim a coloca
135. o o de linha de costa Costa Nova praia de Mira a sul do quebramar sul do porto de Aveiro O sector costeiro de Aveiro uma plan cie de topografia uniforme dominada pelo sistema lagunar de Aveiro o maior portugu s separado do oceano Atl ntico por uma barreira de restingas e dunas formadas ao longo de s culos A costa possui uma forma linear com uma orienta o NNE SSW e uma batimetria suave com as batim tricas quase paralelas linha de costa De acordo com Tom s 1995 Eurocoast a granulometria das praias entre a Costa Nova e Mira m dia a grossa com uma tend ncia para crescimento do di metro m dio em direc o a Sul Este tipo de morfologia est normalmente associada a uma elevada deposi o sedimentar As costas mais din micas e tamb m mais vulner veis ac o do mar s o as arenosas de baixas cotas como as que existem por exemplo ao longo de praias e restingas como acontece em Aveiro Devido sua natureza morfodin mica e sedimentar a linha de costa nesta regi o tem sofrido grandes varia es ao longo do tempo Os dados hist ricos evidenciam a ocorr ncia de v rios avan os e recuos dep sitos sedimentares sistemas 66 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras dunares com a manuten o do equil brio din mico conseguido ultimamente por meios artificiais atrav s de diversas interven es costeiras Ap s o canal da barra de Aveiro ter fechado completamente em 1787 a abertura
136. o Norte Embocadura 5 Bacia original rea adicional Figura A1 11 Embocadura de Masonboro CEM 2003 dragagens estabilizaram a batimetria da embocadura e terminaram com a necessidade de separa o entre o canal de navega o e a bacia de deposi o centrando o canal 116 Actualmente bacia de deposi o foi estendida e dragada periodicamente cada 4 anos contratando uma draga com um sistema flutuante O material dragado volta de 920000 m por evento transferido tanto para norte como sul dependendo das condi es das praias Os custos rondam os 3 61 d lares EUA por metro c bico CEM 2003 Fontes US Army Corps of Engineers 2001 Coastal Engineering Manual E Robert Thieler Paul T Gayes William C Schwab M Scott Harris 1999 Tracing Sediment Dispersal on Nourished Beaches Two Case Studies Reprinted from Coastal Sediments 99 New York ASCE P gina 3 http www fws gov nc es ecoconf thieler 20paper pdf 05 12 07 PROJECTO DE TRANSPOSI O ARTIFICIAL DA EMBOCADURA DAS CHANNEL ISLANDS CALIFORNIA Localizac o e Datas Calif rnia EUA cerca de uma milha a noroeste de Port Hueneme Porto foi constru do em 1960 Dados Estat sticos Caracter sticas T cnicas e Custos De modo a mitigar os problemas com o assoreamento relacionado com a deriva litoral o projecto consistiu em dois espor es e um quebramar destacado de 700m de comprimento const
137. o disponibilizados Em todo o caso uma primeira hip tese de interven o seria a n o interven o ou seja deixar tudo como est em fun o de uma an lise custo benef cio n o modificando portanto a actual situa o de que se queixa a comunidade piscat ria Um segundo cen rio na mesa seria a reposi o por remo o artificial de areias das condi es iniciais associ veis a um quebramar destacado o problema desta hip tese que est o reunidas as condi es naturais para que em poucos anos dois a quatro a progressiva nova acumula o de areias venha a atingir os n veis actuais Veloso Gomes 2008 mais uma vez seria indispens vel uma an lise custo benef cio O terceiro cen rio actualmente equacionado o da transposi o peri dica de areias de norte para sul Torna se necess rio obter um levantamento topo hidrogr fico da zona Figura 4 4 Portinho de pesca da praia da Aguda google earth 4 3 2 ESTIMATIVA DO ASSOREAMENTO ANUAL As caracter sticas da agita o mar tima e das mar s na zona da Aguda s o as usuais na costa noroeste portuguesa forte agita o e foram j indicadas no ponto 4 1 O terceiro cen rio transposi o peri dica de areias de norte para sul aquele que tem interesse do ponto de vista deste trabalho pois v se ai a possibilidade de propor um sistema de transposi o artificial de sedimentos exequ vel e com relativo interesse J aqui se referiu q
138. o fixo CEM 2003 3 1 2 2 Sistemas m veis e semi m veis Os sistemas m veis incluem dispositivos de dragagem flutuantes ou sistemas implementados na costa e montados em ve culos uso de solu es flutuantes permite normalmente a transfer ncia de maiores quantidades de sedimento e m xima mobilidade ao mesmo tempo No entanto requer que a rea a ser dragada esteja razoavelmente protegida das ondas e que seja de f cil acessibilidade nomeadamente em termos de profundidades A utiliza o de solu es localizadas na costa envolve 23 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras normalmente a transfer ncia de menores quantidades de sedimento requer acessibilidade atrav s da praia e est limitada ao transporte de areias ao longo da costa mas apesar disso estas solu es t m menos exig ncias em rela o protec o da agita o mar tima CEM 2003 No caso dos sistemas semi m veis as bombas s o colocadas num local da embocadura por um certo per odo de tempo e depois movimentadas para um outro local O movimento faz se atrav s de barca as ou cami o Basicamente os componentes dos sistemas m veis e semi m veis s o o equipamento de dragagem e as tubagens permanentes ou tempor rias podendo existir ainda outros meios de descarga das areias A escolha destes sistemas pode ser considerada tanto para um processo de transfer ncia de sedimento peri dico como cont nuo e o equipamento de dragagem pode ser
139. o longo dos anos e o recurso a elementos como fotografias a reas da costa Para que as estimativas tenham significado necess rio que os dados se refiram a 10 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras registos ao longo de uma d cada ou mais de modo a que os resultados representem o balan o de massas a m dio e longo prazo A granulometria do sedimento e a sua composi o s o factores por vezes utilizados para prever direc es bem como a proveni ncia de sedimentos normalmente aceite que uma diminui o do tamanho dos gr os de areia de uma praia ao longo da sua costa fornece uma indica o da direc o de transporte do balan o de massas Qnet Este facto por vezes verdadeiro mas varia es na granulometria podem tamb m ser o produto de varia es nos n veis energ ticos das ondas incidentes ao longo da costa ou outros factores que n o t m rela o com o transporte longitudinal de sedimentos CEM 2003 A identifica o de minerais nicos nas areias tem tamb m sido usada como indicador na determina o de caminhos de transporte Como exemplo Trask 1952 1955 CEM demonstrou que a areia que se depositava no porto de Santa Barbara Calif rnia era origin ria a mais de 160 quil metros a barlamar da estrutura utilizando o mineral pesado augite As metodologias apresentadas tem de ser encaradas com algum cuidado de modo a n o se cometerem erros de interpreta o dos fen menos Para al
140. o rio Tejo e o estu rio dependente de temporais e cheias estando o volume de sedimentos estimado entre os 1 2 e as 8 milh es de toneladas por ano O volume de sedimentos a ser introduzido no sistema costeiro tem vindo diminuir pois o rio Tejo tem vindo a perder capacidade de transporte promovendo o assoreamento do estu rio j que o rio n o consegue colocar os sedimentos no sistema litoral Por outro lado ocorreram no passado importantes actividades de dragagem no canal de navega o do porto de Lisboa no terminal da NATO pr ximo da Costa do Vapor e no pr prio banco onde existia a restinga e que fechava a Golada Veloso Gomes et al 2006 Estas opera es ter o tamb m contribu do decisivamente para o rompimento do banco onde se apoiava a restinga Estes dados s o no entanto n o confirmados 64 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 4 4 3 ESTIMATIVA DOS VALORES M DIOS PARA O TRANSPORTE SEDIMENTAR ANUAL Ap s o exposto verifica se que a instala o de um sistema de transposi o artificial de sedimentos na Costa da Caparica seria uma solu o a longo prazo com grande interesse pr ctico As areias acumulam na Cova do Vapor junto ao espor o sul EV1 devido aos fen menos de agita o j descritos mas as praias de S Jo o e da Costa da Caparica mesmo com os espor es continuam a erodir Poder se ia ent o mitigar estes efeitos recolhendo as areias junto ao espor o EV1 onde se acumulam areias e envi
141. obre os descarregadores ocorre na zona estreita onde descarregador praia e linha de gua se encontram sendo que uma quantidade muito inferior de material passa sobre o descarregador na forma suspensa junto zona de rebenta o CEM 2003 Descarregadores que s o inapropriadamente longos ou baixos ou junto linha de costa podem induzir a um elevado transporte da areia da praia a barlamar para o interior da embocadura resultando em eros o das praias e taxas de acumula o de sedimento demasiado elevadas na bacia de deposi o Estudos sugerem que a orienta o ideal do descarregador com a costa seja entre 30 e 60 com as extremidades do quebramar paralelas CEM 2003 Seabergh 1983 Praia a barlamar Oceano sec o do descarregador Quebramar s Quebramar Praia a sotamar Figura 3 20 Sistema com descarregador incorporado no quebramar Weggel 1981 38 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Direc o do transporte litoral t Zona de armazenamento do sedimento Oceano Figura 3 21 Sistema com descarregador exterior Weggel 1981 O sistema ideal com descarregador o que minimiza a quantidade de sedimentos que necessita de ser transferido Este m nimo o balan o do transporte longitudinal que chega embocadura Num sistema ideal apenas Qnet se depositaria na rea de armazenamento de sedimento para ser transferido para a praia a jusante Weggel 1
142. om grua m vel m3 ano 152000 171m3 h aspirac o das bombas em 1989 EUA instalada no QM de m3 ano A do barlamar QM transfere 114000 m3 ano 46 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras AA Transporte A o gt Localizac o ne Mares Tipo de sistema en Custos Problemas Porto de Costa Norte Sistema com uma 230000 a Bomba Problemas relacionados Santa Cruz da ba a de bomba hidr ulica 383000 m3 ano hidr ulica de com a acumula o de Calif rnia Monterey no 40 cm detritos s lidos na zona de 9 EUA Oceano a176000 aspira o das bombas Implementado Pac fico a sul m3 ano em 1989 de S Francisco Embocadura 25kma Tem uma parte fixa e 124000 m3 ano Descarregador de Boca Norte de Fort cont nua com draga e com 20 m de Raton Florida Laudernale tubagem flutuante comprimento Costa operando com 40300 instalado no Atl ntica dos m3 ano a partir da QM Norte 10 EUA armadilha de sedimento Bomba mais Tem uma parte m vel e tugbagem per dica com 176000 flutuante m3 a serem dragados de 10em10anos no banco de areia de vazante Porto de Costa Oeste Bomba hidr ulica com Net 205000 Sistema Bomba Santa dos EUA tubagem de descarga m3 ano transfere hidr ulica com Barbara banhada pelo Total 282000 267000 tubagem de 11 Calif rnia Oceano m3 ano m3 ano em descarga Implementado Pac fico a m dia em 1966 Norte de Los Angeles Embocadura
143. on Richard Silvester John Hsu 1997 Coastal Stabilization Advanced Series on Ocean Engineering Volume 14 World Scientific Sasha Zigic 2005 A Methodology to Calculate The Time Varyng Flow Through A Hydraulic Structure Connecting Two Water Bodies Tese de Doutoramento P ginas 26 e 27 School of Engineering Griffith Engineering Gold Coast Campus _http www4 gu edu au 8080 adt root public adt QGU20060111 145655 index html 05 11 07 Terra et Aqua Maritime Solutions for a Changing World number 105 12 06 p gina 9 IADC 98 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Tweed River Entrance Sand Bypassing Project A Joint Venture Education for a Sustainable Future http www ballarat edu au projects ensus case studies sandby pdfs sandby printable pdf 18 10 07 2002 Tweed River Entrance Sand Bypassing Project Status Report to Residents and Visitors A Cooperative Project Between the Government of New South Wales and Queensland http www epa qld gov au register p00026ag pdf 18 10 07 US Army Corps of Engineers 2003 Coastal Engineering Manual US Army Engineer Waterways Experiment Station Coastal Engineering Technical Note Jet Pump Sand Bypassing Case Study 1 Nerang River Australia Coastal Engineering Research Center http chl erde usace army mil library publications chetn pdf chetn ii 17 pdf 08 11 07 Zarillo G A and Brehin 2007 Hydrodynamic and Morphologic Modeling at
144. oram multiplicados por 1 2 pelo facto de se tratar de uma mistura gua sedimento Para a altura geom trica foi considerada a profundidade de gua a que se encontra o sedimento a ser recolhido H1 e o desn vel entre o n vel m dio da gua do mar e a cota da berma da praia H2 conforme ilustrado na figura 5 2 A percentagem de s lidos considerada na mistura gua areia foi 70 como indicado tamb m pelo fabricante Toyo As velocidades m nimas para evitar a deposi o de s lidos n o foram verificadas considerando se que no fim de cada opera o se procede a uma bombagem de gua para limpeza 75 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras C SLT VITULLEI FCR UN 4 50000 1046 10 3 10000 14000 5 EE 5 5 Su ua DIU S JA Sn FD N ATS MAR UN F rderstrom O rate of flow d bit O caudal 5 5 3 LLLA Qus 2 4 5 Qm 10 3 2 TAI HUP UP RU H OORO TRA 03 i E 04 05 0 2 LAT ZILLUCNLI Paz am Hoi LON KIT TAT TUN o 2 N N e 0 14 0 01 Ay ap enye ej ap epipsad H abseyo ap apad Ay ssop peeu aunssasd Ay 15N 13AUSYOYADNIG
145. orar a navega o impedindo a areia de entrar na embocadura do rio mas com o tempo dep sitos de sedimento voltaram a formar se na entrada resultando em 8 milh es de metros c bicos de areia acumulados no quebramar sul em Letitia Spit e na eros o das praias a norte da embocadura Queensland s Gold Beaches A areia acumulada ap s a extens o do quebramares foi dragada periodicamente e usada para alimentar as praias erodidas Rios e ribeiros pr ximos tamb m foram dragados resultando estes trabalhos em elevados custos Como exemplo tome se a praia Kirra que em 1974 1975 recebeu 760000 metros c bicos de areia proveniente da acumula o em Tweed River com um custo de 1000000 de d lares australianos Em 2001 p s se finalmente em pr ctica um sistema fixo de transposi o de areias Uma ponte cais de 450 metros de comprimento e colocado a sul do quebramar sul est equipado com bombas de jacto que recolhem as areias depositadas nas crateras previamente escavadas para o seu armazenamento sediment traps A areia que se desloca ao longo da zona de rebenta o surf zone por efeito das ondas deposita se nas crateras e depois aspirada pelas bombas No entanto e em contraste com o caso de Nerang River este projecto necessita de dragagens suplementares peri dicas para manter o canal de navega o pois o quebramar sul considerado demasiado curto para actuar como um efectivo local de deposi o das arei
146. os registos hist ricos dispon veis CEM 2003 N o existe substituto para as visitas ao local e para as horas de observa o da embocadura e das suas praias adjacentes As observa es devem ser realizadas tanto durante o per odo de enchente de mar como de vazante e ainda durante per odos fortes energeticamente em termos das direc es principais das ondas incidentes As visitas ao local devem ser feitas antes dos estudos detalhados serem realizados de modo a melhor identificar os processos Fontes importantes de informa o incluem a fotografia a rea registos e cartas batim tricas mapas da costa e da praia registos de dragagens hist rico das obras de melhoria e altera o hist rico das tempestades e informa es provenientes das empresas de dragagens j experientes em rela o aos padr es de forma o de bancos de areia na embocadura 2 2 4 EXTENS O DA INFLU NCIA DAS EMBOCADURAS AO LONGO DA COSTA Z O comprimento da costa directamente afectado por uma embocadura constatado em larga parte por mudangas na batimetria da costa e associado campo de ondas e em mudangas na forma das praias O c lculo ou previs o das dist ncias de influ ncia continuam a ser objecto de estudo mas podem ser mais extensas daquilo que se previra inicialmente Como o efeito das embocaduras facilmente observ vel nas praias adjacentes os primeiros investigadores foram erradamente levados a concluir que a extens o da sua influ ncia
147. oss veis solu es baseadas em crit rios razo veis associados aos processos relacionados com a embocadura CEM 2003 Desde meados dos anos cinquenta que as estimativas do transporte sedimentar foram criadas para definir as magnitudes e direc es de transporte dentro de uma determinada regi o e ainda para compreender os processos de sedimenta o do canal de navega o e os padr es de eros o ao longo da costa Uma estimativa do transporte sedimentar um balan o entre as perdas e ganhos de sedimento dentro de um volume de controlo espec fico ou c lula ou uma s rie de c lulas interligadas durante um per odo de tempo pr definido Existem v rias formas de formular um modelo de estimativa sedimentar CEM Jarrett 1991 Bodge 1999 A diferen a entre os ganhos e perdas em cada c lula e em termos totais tem de igualar as taxas de altera o do volume sedimentar na regi o em causa Para uma extens o de costa consistindo em v rias c lulas cont guas o balan o total ter de ser obtido a partir do balan o individual de cada c lula As embocaduras aumentam a complexidade das estimativas do transporte sedimentar por diversas raz es As magnitudes e direc es do transporte s o dif ceis de determinar em embocaduras e o efeito das mar s combinado com a ac o das ondas e refrac o e difrac o destas sobre uma batimetria complexa complicam o problema Para uma correcta formula o dos modelos de estimativa do transport
148. para uma efectiva gest o de sedimentos numa embocadura requer que estas sejam escavadas ou esvaziadas antes ou na precisa altura a que se atinge a sua capacidade m xima CEM 2003 3 1 9 CUSTOS O custo dos projectos de transposi o artificial vari vel dependendo da quantidade e complexidade do trabalho e o potencial para combinar projectos nos quais equipamento similar utilizado As maiores economias s o feitas quando as estrat gias de gest o de sedimentos da embocadura podem ser combinadas com as opera es de manuten o e dragagem inerentes e com outros projectos locais Estudos econ micos comparativos devem ser realizados em casos onde as quantidades de sedimento a transportar podem ser minimizadas pela constru o de estruturas adicionais na embocadura melhoramento dos quebramares ou recoloca o do canal de navega o Os custos a curto prazo capitais destes trabalhos devem ser comparados com o decr scimo a longo prazo dos custos relacionados com a diminui o do recurso a dragagens De qualquer forma os custos associados com o melhoramento da estrat gia de gest o de sedimentos da embocadura como a minimiza o dos efeitos erosivos nas praias adjacentes devem ser comparados com os custos de mitiga o dessa mesma eros o atrav s de estrat gias independentes de alimenta o de praias e ou os custos ligados directamente aos efeitos da eros o 2003 3 2 PROJECTOS INTERNACIONAIS J IM
149. pelos navios e diminuem a meandriza o do canal Em termos do controlo de sedimentos numa embocadura os objectivos principais s o minimizar o volume de sedimento que acumula no interior remover o sedimento acumulado colocando o material com qualidade para alimenta o de praias no sistema litoral e optimizar a profundidade do canal de navega o tendo em conta o balan o entre custos e funcionalidade CEM 2003 12 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Figura 2 5 Embocadura artificial ou estabilizada CEM 2003 A influ ncia de uma embocadura nas praias adjacentes n o se limita rea ocupada por esta pelo que a gest o de sedimentos deve ser feito de um ponto de vista regional Controlo de sedimentos regional refere se ao uso de fontes de sedimento litorais estu rias ou provenientes de rios de uma forma proveitosa do ponto de vista do ambiente e da economia Uma regi o pode incluir uma variedade de elementos geol gicos praias embocaduras rios estu rios ba as e definida pelos fluxos de transporte de sedimento nesse sistema f sico A implementa o do controlo de sedimentos regional reconhece que o sistema f sico envolvente e os ecossistemas pertencentes s o modificados e podem responder s ac es do Homem e s actividades da engenharia para l das dimens es espaciais e temporais dos projectos individuais CEM 2003 2 2 2 INFLU NCIA DAS EMBOCADURAS NA CONFIGURA O
150. per odo de tempestade 8 2 1 3 EFEITO DAS MAR S CORRENTES OCE NICAS E CONDI ES ESTUARINAS 9 2 1 4 BALAN O DE MASSAS SEDIMENTARES E TRANSPORTE TOTAL essent nennen nennen 10 2 1 5 AVALIA O DA MAGNITUDE E DIREC O DO TRANSPORTE LITORAL essent 10 2 2 PROBLEM TICA DAS EMBOCADURAS uuuuanenuesnaunnunannnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnenn 11 2 2 1 CONTROLO DE SEDIMENTOS NUMA EMBOCADURA EMBOCADURAS NATURAIS E ARTIFICIAIS 11 2 2 2 INFLU NCIA DAS EMBOCADURAS NA CONFIGURA O DO TRANSPORTE SEDIMENTAR 13 2 2 3 OPERA O E MANUTEN O DE EMBOCADURAS E INTERAC O COM AS PRAIAS ADJACENTES 15 2 2 4 EXTENS O DA INFLU NCIA DAS EMBOCADURAS AO LONGO DA COSTA tienes 17 2 3 MODELOS DE AVALIA O DO TRANSPORTE SEDIMENTAR LITORAL E EVOLU O DA CONFIGURA O COSTEIRA siso reete anni datas ad 17 3 SISTEMAS ARTIFICIAIS DE TRANSPOSI O DE SEDIMENT OS odos 21 3 1 CONCEPCAO E CARACTER STICAS comia ia nie ferra lit aa dd es 21 3 1 1 PRINC PIOS DA TRANSPOSI O ARTIFICIAL DE 21 3 1 2 PRINCIPAIS SISTEMAS TRANSPOSI O ARTIFICIAL DE SEDIMENTOS in 22 34 21 SISTEM AS auem uan 22 Trans
151. ponto 2 1 4 A interrupc o do fluxo natural de sedimento por grandes estruturas como quebramares ou mesmo espor es pode fornecer as melhores indica es da direc o seguida pelo sedimento em termos do seu balan o de massas a longo prazo e pode ser tamb m um excelente indicador da sua magnitude Os registos dos volumes e locais das dragagens portu rias quando dispon veis s o tamb m excelentes indicadores dos caminhos de transporte sedimentar e da sua taxa de acumula o Os primeiros dados relacionando taxas de transporte sedimentar com as condi es de agita o mar tima existentes foram obtidos por Watts CEM 1953 no Lake Worth Inlet Florida fazendo uso de quantidades medidas de areia bombada sobre os quebramares A melhor correla o foi conseguida a partir de volumes mensais de balan o de massas Um subsequente n mero de estudos baseou se na mesma metodologia Este tipo de estudos de grande valor pois est intimamente ligado s quantidades de sedimento envolvidas no planeamento de projectos e nas quantidades a ser transpostas artificialmente numa embocadura ou porto CEM 2003 Outros indicadores geomorfol gicos da direc o do transporte incluem a transla o espacial de embocaduras por efeito do movimento sedimentar ao longo da costa ou ainda altera es da morfologia costeira como dunas cabos ba as ilhas e bancos de areia CEM 2003 A avalia o correcta destes dados requer repetidas observa es a
152. porto Para al m disso existe sempre um r pido assoreamento ap s uma dragagem de aprofundamento e o aprofundamento das cotas dos fundos para 6m ZH obriga a um aumento da manuteng o permanente dos fundos que tem tend ncia a assorear mais rapidamente com o aumento das profundidades de modo a manter o natural equil brio hidrodin mico e sedimentar existente Em conclus o estima se que ser o necess rias dragagens peri dicas de modo a manter as cotas dos fundos a um m nimo de 6m ZH na ordem dos 600 10 m anuais Note se que este valor est bastante abaixo do valor do potencial de transporte litoral m ximo da ordem dos 1 a 1 5 milh es de metros c bicos de sedimento j referidos estando mais de acordo com o valor m dio estimado de 550x10 m anuais de sedimento que alcan am a Figueira da Foz referidos por P Proen a e Cunha et al 1996 O aumento previsto do molhe norte ir contribuir para o aumento da eros o a sul reduzir o assoreamento relacionado com a enchente e a agita o incidente principalmente a que vem de W mas n o resolve o problema do assoreamento pois sem fazer extrac o de areias na praia o molhe voltar rapidamente a saturar 55 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 4 3 PRAIA DA AGUDA 4 3 1 CARACTER STICAS GERAIS A praia da Aguda localiza se na costa noroeste portuguesa em Vila Nova de Gaia uma praia piscat ria e desde h longos anos que a comunidade piscat ria existe
153. posi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 3 1 2 2 Sistemas m veis e semi m veis uursnaunssennnnnnenannnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnannnn 23 3 1 3 EQUIPAMENTO PARA EXTRAC O DE SEDIMENTOS cessent nnne nnne 24 3 1 9 1 Dragas Mec nicas tai ae ga IDE Gad re bene 25 3 1 3 2 Dragas hidr ulicas s pe esae T b PU een 25 3 1 4 ORIGEM DOS SEDIMENTOS E QUALIDADE DOS SEDIMENTOS 27 3 1 4 1 Bacias de deposi o ou armadilhas de sedimento sediment traps 28 3 1 4 2 Qualidade dos sedimentos 2 rr tet P rro ege a ege Un et Ene ii 30 3 1 5 EQUIPAMENTO PARA TRANSPORTE E DESCARGA DE SEDIMENTO 31 3 1 5 1 Descarga por tubagem hidr ulica 31 3 1 5 2 Descarga atrav s da abertura dos por es 32 3 1 5 3 Solu es mistas de descargas em zonas submersas e bombagem 33 3 1 5 4 Descarga por meios mec nicos terrestres land based 33 3 1 5 5 Sistemas de descarga em arco ris rainbow dredges sss 33 3 1 5 6 Descri o de algumas dragas comerciais frequentemente utilizadas
154. praia Q caudal bombado pela bomba xvi Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras APRESENTA O E ENQUADRAMENTO DO ESTUDO 1 1 NECESSIDADE DA TRANSPOSI O ARTIFICIAL COMO MEDIDA DE MITIGA O DE IMPACTES A constru o de quebramares com a fun o de promover condi es de navegabilidade est veis em portos ou embocaduras de estu rios resulta usualmente na interrup o do transporte natural de sedimentos ao longo da costa A areia que antes encontrava o seu caminho do lado barlamar da embocadura para sotamar atrav s de processos naturais passa a ficar retida a barlamar da estrutura portu ria ou afastada da costa n o percorrendo o seu anterior percurso para sotamar O facto de as condi es naturais de transporte de sedimentos ao longo da costa serem alteradas pela constru o da estrutura cria geralmente graves problemas ao pr prio funcionamento desta A acumula o de sedimentos no interior do porto ou no canal de navega o pode prejudicar as condi es de navegabilidade devido s baixas profundidades tendo levado historicamente ao encerramento de diversos portos por todo o mundo durante per odos do ano dependendo da esta o clim tica ou realiza o de dragagens de manuten o para reposi o das condi es Como o sedimento fica aprisionado no interior do porto ou nos quebramares as praias a sotamar deixam de ser alimentadas pelo transporte natural de areias No entanto continua
155. profundidades da cratera entre 1 5m e 2 75m a inclina o m de cerca de 0 5 e b est entre 6a 9 vezes o di metro do tubo de aspira o Para crateras circulares bombas fixas Le 0 41 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras m CORTE Figura 3 24 Cratera de aspira o ou de escava o CEM 2003 Embora as bombas de dragagem possam ter capacidades elevadas de transporte hor rio ou anual as produ es m dias hor rias s o altamente influenciadas por outros factores como as limita es mec nicas e das tubagens frequentemente afectadas pela acumula o de detritos e os padr es e taxas de enchimento das crateras de aspira o das bombas etc A produtividade de cada sistema individual muito dependente das condi es f sicas espec ficas de cada local e da din mica sedimentar local Por exemplo Bodge CEM 1993 observou que a capacidade de transporte do sistema fixo de transposi o de areias da embocadura de South Lake Worth Florida EUA ver Anexo 1 sofre normalmente mais de limita es derivadas das taxas de enchimento das crateras do que da capacidade do sistema implementado O tempo necess rio para esvaziar uma cratera caso esteja cheia T V KE S 3 2 onde S a taxa volum trica m dia de enchimento da cratera durante e depois de uma dada opera o de dragagem e E a capacidade volum trica da bomba em termos de balan o ap s considerar todas as
156. r o ou booster pois o funcionamento apenas da bomba submers vel para dist ncias superiores poderia levar a problemas e perdas de carga exageradas Alternativamente em substitui o do pont o flutuante poder se ia optar por um sistema baseado em terra com a bomba suspensa por uma grua ou um cami o equipado com um guindaste capaz de sustentar e baixar a bomba at aos locais de recolha O cami o ou grua actuaria na zona abrigada durante os meses energ ticos mas durante os meses n o energ ticos ver o poderia at actuar fora da zona abrigada do lado barlamar O mesmo ser v lido para o caso do pont o flutuante Para l dos 1000 metros de dist ncia piscina da Granja caso se considerasse necess rio prolongar a alimenta o em alternativa ao booster poder se ia optar pelo transporte de areias via cami o at ao local de descarga sendo esta uma solu o pouco usual pelas raz es j enunciadas no cap tulo 3 Neste trabalho assumiu se que a dist ncia de 1000 metros suficiente Considerou se uma profundidade de gua m dia H1 de 3m e um desn vel H2 de 5 m tendo ent o para altura geom trica o valor de 8m As alturas manom tricas foram obtidas a partir do baco da figura 5 2 somadas altura geom trica e tabeladas para diversos di metros da conduta Constru ram se curvas da instala o de 100 em 100 metros de comprimento at os 1000m para cada di metro Estas curvas foram posteriormente cruzadas com
157. r mar e protec o em rela o agita o mar tima Foi tamb m tido em conta o facto de que a forte agita o mar tima incidente provocava frequentemente inunda es na zona ribeirinha bem como o levantamento de paralelep pedos da marginal pondo em risco a seguran a das popula es Embora a comunidade piscat ria local tenha vindo a diminuir segundo dados de 2000 esta era ainda composta por 118 pescadores e 65 embarca es de pesca Os trabalhos consistiram fundamentalmente na execu o de obras de abrigo molhe Norte e molhe Sul e em diversas obras interiores Em fase de estudo pr vio foram equacionadas tr s poss veis solu es distintas sendo que a escolhida e executada foi a denominada no mesmo estudo por solu o A Esta teve por caracter sticas principais a constru o de um molhe norte galg vel de 230 metros de comprimento um molhe Sul tamb m galg vel de 145 metros uma ponte cais interior de 50 metros e a implementa o de 30 postos de amarra o A norte do Forte da Lagarteira ficaram definidas as actividades relacionadas com a pesca e a sul as actividades de apoio ao recreio na tico Figura 4 13 Portinho de Pesca de Vila Praia de ncora google earth 72 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 4 6 2 REGIME DE MAR S E AGITA O MAR TIMA Os n veis de mar s o retirados de acordo com as previs es do Instituto Hidrogr fico para o Porto de Viana de Castelo com a preia mar m
158. ra de onda ou a densidade energ tica da onda sejam comparadas em cada ponto ao longo da grelha de refrac o para v rias condi es de ondas incidentes de modo a se conhecer o grau de afecta o da navegabilidade local por ac o das dragagens em determinada rea do banco de areia de vazante CEM 2003 No planeamento de projectos onde a dragagem do banco de areia de vazante pode resultar na relocaliza o do canal essencial entender primeiro os padr es naturais de acumula o de sedimentos 29 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras e os ciclos de migra o do canal O estudo de fotografias a reas sequenciadas no tempo e registos batim tricos s o elementos valiosos para prever o grau em que o projecto ir avan ar estagnar ou retardar os padr es naturais de sedimenta o da embocadura Tal como os bancos de areia de vazante os bancos de areia de enchente dep sitos interiores s o tamb m uma poss vel fonte de sedimento para alimenta o das praias adjacentes embocadura No entanto na pr ctica o seu uso limitado devido ao tamanho dos gr os do sedimento presente normalmente mais finos que a areia das praias adjacentes e devido presen a de elementos ambientais sens veis que restringem o mbito das dragagens CEM 2003 3 1 4 2 Qualidade dos sedimentos 2 necess rio que as areias dragadas tenham qualidade compat vel com legisla o em vigor satisfa am os volumes d
159. rea Transporte As ps o Localiza o u Mares Tipo de sistema a Produtividade ne Custos Problemas Embocadura Costa Este Hm 1 1m Amplitude Peri dico Tem um 220000 m3 ano Descarregador 3 61 m3 Sistema bem sucedido de dos EUA Tm 7s m x descarregador a para Sul com 305m EUA mas com as dragagens de Masonboro banhada pelo 2 0m barlamar e uma bacia de Bacia com de 1995 4em4 anos o sedimento Carolina do Oceano armadilha de sedimento deposi o 283000 m3 de extravasa a rea da bacia Norte EUA Atl ntico Dragagens de 4em4 dragada capacidade anos e sedimento de4em4 anos bypassed para Ne S 920000m3 Porto das Oceano Peri dico Sedimento 612000 a QM destacado 2 88 m3 Channel Pac fico acumula na armadilha 920000 m3 ano de 700m EUA Islands EUA do QM destacado Dragagens por de 1995 California Dragada de 2em2 anos planta Implementado convencional em 1960 Porto Costa Peri dico Dragagens 152000 m3 ano 5 5 m3 Canaveral Atl ntica dos de 6em6 anos de para Sul EUA Florida EUA 690000 m3 na praia de de 1995 Implementado barlamar em 1995 Porto de Costa Semi m vel cont nuo 2 Net 190000 As 2 bombas Bomba QM Problemas relacionados Oceanside banhada pelo bombas de jacto fixas m3 ano da entrada 251 m3 h com a acumula o de California Oceano na entrada do porto 1 Total 920000 transferem Bomba entrada detritos s lidos na zona de Implementado Pac fico b jacto c
160. respectivo Autor Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras RESUMO A transposi o artificial de sedimentos nunca foi aplicada em Portugal Internacionalmente estes sistemas t m vindo a ser implementados com relativo sucesso minorando os problemas de assoreamento dos canais de navega o em embocaduras e de eros o das praias adjacentes Neste trabalho apresenta se uma aprecia o geral da problem tica das embocaduras de portos transporte sedimentar litoral e eros o costeira associada estudando potencialidades da aplica o de sistemas de transposi o artificial Foram estudados os fen menos respons veis pelo assoreamento eros o de embocaduras e praias adjacentes Foram estudados casos internacionais de sistemas de transposi o artificial em termos do seu sucesso das suas caracter sticas t cnicas equipamento potencialidades limita es custos e problemas associados O objectivo final ser propor poss veis solu es baseadas em sistemas de transposi o artificial a casos portugueses PALAVRAS CHAVE transporte litoral assoreamento eros o embocaduras transposi o artificial Portugal li Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras ABSTRACT Artificial sediment bypassing has never been tested in Portugal before Worldwide these systems have been used with some success reducing the accretion problems at navigation channels and erosion at adjacent beaches In this project it i
161. ros de avalia o Em geral os projectistas encontram se perante a falta de importantes dados para a correcta aplica o dos modelos Mesmo quando estes existem as estimativas do transporte sedimentar longitudinal com base em modelos matem ticos devem ser encaradas com cautela sendo que o nico processo de valida o destes modelos passa pela monitoriza o e an lise de situa es reais Usualmente estas f rmulas ou modelos s o simplificados n o interiorizando v rios par metros importantes como a interac o entre o efeito das ondas de tempestade e as consequentes ondas de calmaria apesar da grande diferen a entre o efeito de ambas tamb m geralmente assumido que o talude da zona de rebenta o possui uma inclina o uniforme e que a granulometria do sedimento 17 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras tamb m uniforme entre outras simplifica es geralmente assumidas Richard Silvester John R S Hsu 1997 Em termos da evolu o da configura o costeira salienta se aqui o exemplo do modelo LTC ou Long Term Configuration Coelho 2005 pela sua relev ncia no mbito deste trabalho devido aplica o a alguns casos de estudo portugueses nomeadamente Aveiro e Figueira da Foz Trata se de um modelo que pode ser utilizado na simula o a m dio e longo termo da evolu o da configura o costeira com base em diferentes cen rios naturais e antropog nicos para an lise da vulnerab
162. ros da conduta Pontos real _ Energia Custo Custo funcion zi Hrs dia energia da s lidos nes ano U m s para bombado m dia kwh euros conduta L 1000m ano euros D80 GPN3 80 Q m3 h 11 5 8 1 28 2 5044 353 22630 0 6 H m 15 5 NKZ3 C3 Q m3 h H m NKZ3 D3 Q m3 h 12 0 8 4 27 1 5206 364 22630 0 7 H m 16 0 NKZ3 80H Q m3 h 16 0 11 2 20 3 7452 522 22630 0 9 H m 22 9 D100 GPN3 100 Q m3 h 21 5 15 1 15 1 6020 421 27200 0 8 H m 18 5 bis Q m3 h 32 0 22 4 10 1 9274 649 27200 1 1 28 5 D125 GPN3 100 Q m3 h 40 0 28 0 8 1 5857 410 35340 0 9 H m 18 0 picis Q m3 h 37 1 8233 576 35340 H m 5 2 VILA PRAIA DE NCORA O volume de sedimento anualmente acumulado no Portinho de pesca de Vila Praia de ncora est estimado em 100000 metros c bicos A solu o proposta consiste em algo muito semelhante ao descrito para a Praia da Aguda em que um pont o flutuante com uma bomba opera na zona de acumula o de sedimento transferindo o para as praias a sotamar Um sistema grua suspendendo uma bomba poderia tamb m ser posto em pr ctica actuando a barlamar do quebramar norte em semelhan a ao sistema de transposi o do rio Indian Anexo 1 Considerou se igualmente uma profundidade de gua m dia Hl de 3m e um desn vel H2 de 5 tendo ent o para altura geom trica o mesmo valor de 8m e uma dist ncia m xima de descarga de 1000m figura 5
163. rra com a utiliza o de tubagens flutuantes imersas ou uma combina o de ambas s o comuns No caso de sistemas de transposi o fixos o sedimento recuperado pelas bombas pode ser directamente transferido da zona de dragagem para a zona de descarga por tubagens embora possam ser necess rias bombas de refor o dependendo das dist ncias dos pontos de descarga Os casos Australianos do rio Nerang e do rio Tweed s o um bom exemplo destes sistemas ver Anexo 1 Figura 3 9 Descarga de sedimento fluidificado atrav s de tubagem Terra et Aqua 2006 Em sistemas de transposi o artificial m veis ou opera es de alimenta o artificial com areias o sedimento recolhido por meios mec nicos ou hidr ulicos pode ser armazenado em barca as de grande volume de por o fluidificado com gua limpa e posteriormente bombado para as praias por um sistema de tubagens a uma certa dist ncia destas Existem dragas com capacidade para transferir as areias dos seus por es para diversas sec es das praias dunas Se a extens o da repuls o for muito elevada superior a cerca de 2 km e ou se a granulometria da areia tamb m for elevada poder ser necess rio instalar uma esta o interm dia de bombagem booster a qual exige condi es favor veis de agita o Veloso Gomes 2001 31 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Barca a com sistema de repuls o Tubagem submersa Repul
164. rtificial de sedimentos Internacionalmente os Estados Unidos t m j uma longa experi ncia com estes sistemas destacando se entre os projectos aqui retratados o da embocadura de South Worth Lake cuja primeira tentativa de implanta o de um sistema de transposi o artificial remonta j ao ano de 1937 Os projectos americanos variam entre sistemas m veis e semi m veis cont nuos ou peri dicos com ou sem descarregador mas s o poucos os exemplos de sistemas puramente fixos Recentemente os casos australianos do rio Nerang e do rio Tweed ganharam destaque quer por serem sistemas totalmente fixos quer pela sua dimens o e sucesso Embora j tenham em diversos casos provado a sua utilidade pelo sucesso no cumprimento dos objectivos atr s enunciados a aplica o dos sistemas de transposi o artificial tem sofrido alguns fracassos tamb m quer pelo desconhecimento em rela o aos complexos mecanismos hidrodin micos e morfo sedimentares que est o associados costa e s embocaduras o que levou a repetidas m s avalia es dos fluxos e magnitude do transporte sedimentar quer por insufici ncias em termos do equipamento nomeadamente as bombas de aspira o que frequentemente avariavam devido acumula o de lixos e detritos nas crateras de aspira o danificando o equipamento e diminuindo drasticamente o seu rendimento quer por deficiente dimensionamento de quebramares espor es e outras estruturas mar timas
165. rtugal 1 Richard Weggel 1981 Weir Sand Bypassing Systems Special Report NO 8 U S Army Corps of Engineers Coastal Engineering Research Center http cirp wes army mil cirp archive Special_Report_No_8 pdf 20 11 07 Jan W Bowman Hans P Noppen 1996 Players Processes and Perspectives Environmental Aspects of Dredging p gina 27 IACD Malcolm Pound 2002 The Use of Fixed Sand Bypassing Systems at Tidal Entrances Olsen Associates Inc Coastal Engineering 2003 Canaveral Harbor Sand Bypassing Project 05 12 07 Ports and Dredging E167 2007 p ginas 14 23 e 29 Published by IHC Holland Proen a Cunha J Dinis J Nunes Andr 1996 Interac o entre as Opera es de Dragagem no Porto da Figueira da Foz e a Din mica Sedimentar no Estu rio do Mondego e Costa Adjacente Portugal Central In Semin rio sobre Dragagens Dragados e Ambientes Costeiros Associa o Eurocoast Portugal Porto P Proen a e Cunha J Almeida Mendes 2002 An lise das dragagens no Porto da Figueira da Foz In Perspectivas de Gest o Integrada de Ambientes Costeiros Associa o Eurocoast Portugal 1999 Projecto de Execu o de Infra Estruturas Mar timas do Portinho de Pesca de Vila Praia de ncora 1 Fase Estudo de Impacte Ambiental Resumo N o T cnico Instituto Mar timo Portu rio R R Minkin 1965 Winds Waves and Maritime Structures Studies in Harbor Making and on the Protection of Coasts Griffin Lond
166. ru do em guas com 9m de profundidade O quebramar destacado tem o efeito de uma armadilha provocando a acumula o propositada de sedimento para ser posteriormente transferida hidraulicamente por tubagem para as praias a sotamar principalmente a sul do Porto Hueneme A deriva litoral est estimada em cerca de 990000 m ano e as dragagens s o feitas periodicamente de 2 em 2 anos Os custos rondam os 2 88 d lares EUA por metro c bico 2003 MO ISLANDS DIREC O DO SILVER STRAND TRANSPORTE SAND LITORAL 2 ENTRADA DO CANAL N _ C 4o bu P d P QUEBRAMAR DESTACADO Figura A1 12 Porto das Channel Islands CEM 2003 117 Fontes US Army Corps of Engineers 2003 Coastal Engineering Manual PROJECTO DE TRANSPOSI O DO PORTO DE CANAVERAL Localizac o e Datas Localizado a sul do Kennedy Space Center em Cape Canaveral ao longo da costa este central da Florida A embocadura foi criada artificialmente em 1950 e estabilizada artificialmente por dois quebramares Dados Estat sticos Caracter sticas T cnicas e Custos O transporte litoral balango de massas est estimado em 152000 m ano para sul Devido ao assoreamento no interior da embocadura e no canal de navegac o foram feitas melhorias noa quebramares e implementou se um projecto peri dico de transposi o artificial Antes disso os 150000 anuais que se j
167. s O transporte litoral est avaliado em 84000 ano para norte A embocadura possui uma largura de 153m e estabilizada por dois quebramares paralelos De modo a mitigar a eros o da praia a norte que amea ava uma auto estrada foi constru da uma planta fixa de transposi o artificial de areias adjacente ao quebramar sul com base em uma grua com 37m de raio e 135 toneladas e uma bomba de jacto capacidade de 152 h bomba colocada entre preia mar e baixa mar usando uma grua grua permite uma abordagem eficiente de manobra da bomba o movimento da grua ao longo da praia d flexibilidade ao sistema Existe uma casa das bombas adjacente ao quebramar sul A linha de descarga estende se a um m ximo de 480m a norte como indicado na figura podendo a tubagem de 28cm ser encurtada ou estendida para o ponto pretendido O sistema operado quatro dias por semana por 3 pessoas Durante calmarias ou baixa mar a bomba elevada e movida lateralmente cerca de 4m de 30 em 30 min ou 15 em 15 min Durante os meses n o energ ticos Ver o a bomba opera numa faixa de 90m como indicado na figura 7 Durante os meses de Ver o em especial a opera o limitada por actividades recreativas e por raz es ambientais A produtividade est limitada pela rea de ac o da bomba grua Nos primeiros 11 meses de opera o o sistema transferiu 85000 de areia cumprindo os objectivos O custo final do sistema incluindo 610m de tubage
168. s c bicos anuais torna se extremamente dif cil prever o grau de efic cia da alimenta o artificial Ter de se esperar para ver o resultado das opera es de alimenta o artificial levadas a cabo recentemente e avaliar o seu sucesso e assim decidir se a alimenta o artificial ser uma boa solu o para a Costa de Caparica ou se ser necess ria a procura de solu es alternativas ou complementares Tal como para Aveiro e para a Figueira da Foz calcularam se os valores volumes e custos para diferentes intervalos de tempo entre as opera es tendo apenas levado em linha de conta per odos de 5 e 10 anos devido aos menores volumes envolvidos 290 000 metros c bicos anuais Os locais de enchimento seriam os indicados na figura 4 7 por serem os mais atingidos pela eros o 91 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Quadro 5 9 Volumes e custos em fun o da frequ ncia das opera es Anos Volumes Milh es m3 Custo Milh es euros 5 1 45 6 815 x2 10 2 9 13 63 x 1 5 6 ESTIMATIVA PRELIMINAR DE CUSTOS Nas solu es baseadas em esta es de bombagem os custos estar o basicamente divididos entre os custos de instala o e custos de explora o Nos custos de instala o inclui se o custo da conduta n o foram inclu dos os custos associados aos trabalhos de coloca o e vala travessia subaqu tica e pavimentos rodovi rios a repor e da instala o elevat ria bomba Nos c
169. s o a partir da embocadura Barca a tempor ria Plataforma temporariamente fixa Embocadura Repuls o a partir da Repuls o a partir do mar embocadura Figura 3 10 Descarga atrav s de um sistema de tubagem barca a CEM 2003 3 1 5 2 Descarga atrav s da abertura dos por es Existe equipamento com capacidade para abrir os seus por es e descarregar o sedimento Nestes casos a barca a faz a descarga directa do sedimento em zonas submersas frontais praia e duna desde que haja profundidade suficiente para acomodar a barca a Embora estas t cnicas tenham menores custos a sua aplica o pode ser muito pouco eficiente sendo muito dependente do regime de agita o que na costa oeste de Portugal intenso correndo o risco de uma grande percentagem do material nunca atingir a praia e de a draga n o se aproximar efectivamente das profundidades de projecto Exigem cotas m nimas de 3 5 m ao ZH com restri es do estado da mar e agita o ou superiores menores restri es Veloso Gomes 2001 Figura 3 11 Descarga a partir da abertura dos por es CEM 2003 32 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 3 1 5 3 Solu es mistas de descargas em zonas submersas e bombagem As solu es mistas de descargas em zonas submersas e bombagem destas para os tro os de praia ou duna a reperfilar poder o constituir outra alternativa O material dragado de uma fonte b
170. s de areias por ano no entanto o contributo das fontes aluvionares escasso e estim vel na ordem das dezenas de milhar Como j referido o transporte sedimentar dirigido para sul assim as areias que transitam na costa s o provenientes do Rio Minho e do Rio ncora Em Hidrot cnica Portuguesa 1988 foi feita uma estimativa de 46 500 metros c bicos anuais para estas duas fontes IPM 2000 no entanto devido variabilidade do transporte e segundo dados recentes ser assumido o valor de 100 000 metros c bicos anuais Devido disparidade entre a capacidade potencial de transporte e os volumes de areias disponibilizados associados ao transporte real n o existem nesta costa longas praias com desenvolvimento rectil neo funcionando em equil brio din mico isto com um fluxo permanente de areias equilibrado por uma correspondente alimenta o de barlamar IPM 2000 74 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras 5 APLICA O DE SOLU ES AOS CASOS PORTUGUESES O objectivo deste cap tulo propor algumas poss veis solu es de transposi o artificial de sedimentos que sejam capazes de mitigar os problemas enunciados nos casos portugueses retratados no Cap tulo 4 Estas propostas est o enquadradas apenas no mbito de um estudo pr vio sendo necess rio maior aprofundamento no estudo de cada caso e maior volume de dados at se chegar a uma proposta para um projecto final O estudo est basica
171. s problemas de eros o t m vindo a atingir o sector costeiro adjacente ao porto de Aveiro nomeadamente nas praias a sul no trecho compreendido entre a Costa Nova e a praia de Mira A situa o actual de grande vulnerabilidade com o cord o de areal que separa o sistema lagunar de Aveiro do oceano Atl ntico cada vez mais estreito Para isto t m contribu do n o s os factores j descritos como tamb m e principalmente o facto de que um grande volume de material sedimentar fica retido no quebramar norte do porto de Aveiro Tal como na Figueira da Foz o quebramar impede o tr nsito sedimentar natural de norte para sul relacionado com a deriva litoral provocando eros es a 67 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras sul do porto Outra raz o para o emagrecimento das praias entre a Costa Nova e a praia de Mira a grande quantidade de areia que no passado foi extra da da praia de S Jacinto e as sucessivas opera es de dragagem para acesso mar timo ao porto de Aveiro que resultaram num grande d fice de sedimento a sotamar da embocadura As areias dragadas n o s o devolvidas ao processo litoral sendo usualmente vendidas para fins de constru o civil como fonte de receita dos pr prios portos Para al m do exposto extrac es ilegais de areia ocorrem em diversos locais De modo a minimizar o progressivo emagrecimento das praias a sul do porto de Aveiro diversas interven es costeiras t m vindo a ser real
172. s provided a general appreciation of the inlet and harbour sediment management problems littoral drift and coastal erosion in the perspective of artificial sand bypass applications The phenomena responsible for accretion erosion at inlets and adjacent beaches were carefully studied International bypassing systems were reviewed in their technical characteristics equipment possibilities limitations costs and associated problems The final objective will be to propose possible solutions of artificial bypassing systems to portuguese cases KEYWORDS littoral drift accretion erosion inlets artificial bypassing Portugal 111 iv Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras NDICE GERAL foe ABSTRACT oet ee ee en en iii 1 APRESENTA O E ENQUADRAMENTO DO ESTUDO 1 1 1 NECESSIDADE DA TRANSPOSI O ARTIFICIAL COMO MEDIDA DE MITIGA O DE IMPACTES 1 1 2 DESCRI O GERAL DE CASOS PORTUGUESES etica 2 2 PROCESSOS SEDIMENTARES E HIDROMORFOLOGICOS RELEVANTES 5 2 1 AGITA O MAR TIMA E TRANSPORTE SEDIMENTAR AO LONGO DA 5 2 1 1 AGENTES RESPONS VEIS PELO TRANSPORTE DE SEDIMENTOS AO LONGO DA 5 2 1 2 TRANSPORTE LITORAL pterea e Ns a ee 6 2 1 2 1 Movimento sedimentar durante o per odo de tempestade 7 2 1 2 2 Din mica sedimentar ap s o
173. s sedimentos A quest o cr tica na praia da Aguda em rela o constru o do quebramar a acumula o de areias no plano de gua da zona abrigada que levanta problemas navega o das embarca es dos pescadores j que os fen menos hidrodin micos e sedimentares naturais existentes encarregar se o com o tempo de mitigar os impactes negativos na praia da Granja Sobre o caso dos pescadores pondera se actualmente sobre v rios cen rios sendo no entanto complicado fazer uma an lise custo benef cio de cada um destes pois os pr prios pescadores recusam se a fornecer os valores das capturas registados na lota para al m do facto de que se continuam a desconhecer tamb m os volumes e locais exactos de recolha e deposi o dos sedimentos nas opera es realizadas pela autarquia A actividade piscat ria na Aguda est claramente em queda sendo que no in cio dos anos 50 existiam 64 embarca es em 1964 eram 40 embarca es em 1987 existiam 27 embarca es e actualmente 57 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras existem 9 embarca es de boca aberta e motores fora de bordo para a pesca profissional e 4 embarca es para a pesca desportiva Com o envelhecimento que se verifica da comunidade piscat ria e com a redu o de stocks de peixe dispon veis para captura levantam se s rias quest es sobre o verdadeiro benef cio da utiliza o de dinheiros p blicos para al m dos que anualmente t m sid
174. sistema foi projectado para necessitar de 1 83 kwh de electricidade por metro c bico de areia transferida mas na realidade aconteceu o exposto no quadro Al Relativamente a custos obtiveram se os seguintes elementos indicados no quadro A2 atrav s do mesmo documento fontes datadas de 1990 Os custos de opera o s o em d lares australianos que s o dificilmente compar veis a d lares americanos Estes custos n o incluem a amortiza o de 7 2 milh es de d lares sobre a vida do projecto ou a substitui o de componentes mais importantes entre outros custos Contabilizando todos os custos chega se a um valor total por metro c bico de 2 75 para o ano de 1989 fontes datadas de 1990 Atrav s de outras fontes datadas de 2002 obtiveram se valores um pouco diferentes para energia e custos Australianos nomeadamente Energia 4 3 kwh m Custo capital 1 20 Custos de opera o 1 20 Custo total 2 40 m Alternativa dragagens 7 m Problemas de Funcionamento Os principais problemas com o sistema incluem danos nos tubos de extremidade que controlam a sa da de gua das bombas de jacto relacionados com o seu uso prolongado e os detritos que se acumulam volta das crateras de aspira o das bombas lixos peda os de madeira pedras etc A substitui o de equipamento danificado e a remo o peri dica dos detritos requer o uso de equipamento mec nico grua de 20 toneladas para retirar as bombas de
175. sposi o artificial 3 1 3 1 Dragas mec nicas Uma p ou balde de maxilas escavadora o exemplo de uma draga mec nica utilizada em sistemas de transposi o artificial O material dragado colocado num pont o flutuante num barco ou barca a ou outro local de armazenamento sendo posteriormente transportado para o local de deposi o A sua utiliza o menos frequente que a das dragas hidr ulicas sendo que o equipamento mec nico pode ser operado a partir de terra junto linha de costa ou a partir do mar montado em equipamento flutuante como ilustrado na figura 3 3 Encontra aplica o tanto em sistemas fixos como m veis cont nuos como peri dicos sendo mais indicado quando o solo duro com pequenas rochas e quando os volumes totais a dragar s o pouco relevantes Figura 3 3 P ou balde de maxilas escavadora montada numa pequena barca a Terra et Aqua 2006 3 1 3 2 Dragas hidr ulicas Bombas convencionais de suc o bombas de jacto ou bombas submers veis s o exemplos de dragas hidr ulicas frequentemente utilizadas Existem numa grande variedade de tamanhos e capacidades sendo aplic veis tanto em sistemas fixos como m veis peri dicos como cont nuos Podem ser incorporadas em sistemas com diferentes concep es A mistura de gua mais areia pode ser aspirada por suc o para uma barca a ou um contentor flutuante a partir do qual transportada para o local de dep sito ou pode tamb m o
176. sposi o artificial na barra de Aveiro ser moroso devido a quest es t cnicas financeiras e administrativas Assim o POOC prev no seu Plano de Interven es a constru o de um cord o dunar com tra ado paralelo ao previsto para a linha litoral entre a Costa Nova e a praia de Mira numa posi o mais recuada em rela o ao cord o natural actual na expectativa que este acabar sempre por romper e esperando assim que o processo estabilize Prev ainda a constru o de dois espor es entre a praia da Vagueira e a praia de Mira As propostas do POOC n o s o isentas de cr ticas alguns autores acreditam que as evolu es previstas no POOC para a linha de costa nos pr ximos 10 a 30 anos s o possivelmente optimistas e n o entram em considera o com a exist ncia de zonas cr ticas nas dunas para al m de que os tra ados 69 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras te ricos propostos para as directrizes dos cord es dunares poder o n o ser est veis em caso de tempestades entre outros exemplos A alimenta o artificial com areias ou a transposi o artificial de sedimentos apresentam se assim como opera es essenciais na zona em estudo visto que esta j n o consegue recuperar naturalmente do elevado d fice sedimentar existente Este tipo de empreitadas ou opera es necessitam de financiamentos compat veis e exigem um adequado relacionamento institucional entre as autoridades portu ri
177. stalados no quebramar s o os chamados weir jetties Basicamente o quebramar possui nestes casos uma sec o de cota inferior ao resto da estrutura que permite que a agita o transporte o sedimento sobre o descarregador para o interior da embocadura O objectivo destes sistemas o de promover a acumula o natural do sedimento numa zona restrita projectada e escavada para a deposi o do sedimento adjacente ao descarregador no interior da embocadura Isto permite que o sedimento acumulado seja periodicamente dragado ou bombado com condi es de protec o em rela o agita o mar tima importante que a zona projectada para a acumula o do sedimento esteja afastada do canal de navega o de modo a n o interferir com a navegabilidade o que normalmente n o levantar problemas quando as embocaduras s o largas Quando as embocaduras s o estreitas e a potencial armadilha de sedimento pode interferir com a navegabilidade o descarregador e a zona de deposi o s o colocados exteriormente embocadura figura 3 21 Em termos do seu funcionamento estudos revelaram que a efic cia deste sistema pobre para oscila es do n vel de mar superiores a 3 6m sendo recomendado que a cota do descarregador seja colocada a meio da cota de baixa mar para amplitudes de mar inferiores a 0 6m e a meio da cota de preia mar para amplitudes de mar entre 0 6m e 1 5m J Richard Weggel 1981 A maior parte da areia transportada s
178. star localizados fora ou no interior da estrutura portu ria Posteriormente o Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Z objectivo ent o o de transferir estas areias para as praias a sotamar atrav s de um sistema de bombagem e tubagens Todos estes processos ser o explanados com pormenor ao longo deste trabalho 1 2 DESCRI O GERAL DE CASOS PORTUGUESES Sendo Portugal um pa s com uma vasta costa virada para o oceano Atl ntico com v rias infra estruturas portu rias e mar timas que exigem quebramares de protec o e canais de navega o no acesso a transposi o artificial de sedimentos naturalmente um tema de relevo Desde sempre que os portos portugueses como ali s na generalidade dos pa ses s o usados como importantes e fundamentais interfaces para o com rcio e economia contribuindo para o desenvolvimento das na es Com a crescente intensidade das trocas comerciais as exig ncias em rela o s infra estruturas portu rias passaram a ser progressivamente maiores nomeadamente nas profundidades m nimas nos canais de navega o e de acesso devido s cada vez mais exigentes necessidades requeridas pelos navios que s o eles pr prios cada vez maiores Assim natural que o recurso a dragagens no interior dos portos e nos canais de navega o se tenha vindo a tornar cada vez mais frequente ao longo dos anos sendo hoje em dia uma actividade fundamental para manter a navegabilidade e consequent
179. ta destas Os sistemas de transposi o artificial poder o ser uma alternativa a ter em conta em rela o s habituais dragagens de manuten o dos canais de navega o com potenciais vantagens econ micas e ambientais Em Portugal o material dragado frequentemente usado para fins de constru o civil ou largado offshore retirando e n o restituindo material ao sistema agravando os problemas de eros o As entidades portu rias t m aqui responsabilidade Embora estes sistemas tenham custos elevados e certas limita es e dificuldades t cnicas o n mero de casos de sucesso custo benef cio existentes no 95 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras panorama internacional levam a crer que a transposi o artificial de sedimentos de facto uma mais valia para o futuro e a sua aplica o a casos portugueses apresenta potencialidades As solu es propostas neste trabalho t m um car cter indicativo em termos das capacidades funcionamento potencialidades limita es e custos da implementa o destes sistemas a casos concretos portugueses Dever o ser aprofundadas em termos t cnicos e operacionais Os custos associados ser o melhor avaliados atrav s de uma consulta ao mercado para situa es concretas A realiza o de levantamentos topo hidrogr ficos peri dicos como est recentemente a acontecer em rela o Costa da Caparica permitir uma melhor avalia o dos volumes de sedimento em jogo e uma m
180. te s o id nticos ao processo de transposi o na direc o principal principalmente se a morfologia da embocadura e do banco de areia de vazante n o forem sim tricos o que usual Estes mecanismos de transposi o s o geralmente considerados como processos aproximadamente permanentes alterados por per odos de maior transporte litoral provocado por tempestades etc Desta forma a areia pode ser naturalmente transposta de uma maneira c clica em que as praias a barlamar e sotamar recuam e avan am em per odos c clicos Os acumulados de areia no canal e os bancos de areia s o assim os instrumentos do mecanismo de transposi o A escala temporal dos ciclos pode variar entre 3 a 50 anos As embocaduras particularmente as n o estabilizadas podem fazer a transposi o de sedimento atrav s de uma combina o de mecanismos Como parte do processo de transposi o as embocaduras podem migrar usualmente na direc o do balan o de massas mas tamb m podem migrar para barlamar Os processos naturais de transposi o servem tamb m para ilustrar a natureza din mica das praias adjacentes a uma embocadura numa extens o que pode variar entre 0 5 km e as dezenas de quil metros de linha de costa CEM 2003 Mediante as caracter sticas da embocadura e din mica sedimentar local uma embocadura pode ser considerada como sendo equilibrada ou n o equilibrada Uma embocadura natural num denominado estado de equil brio din mico indica
181. tes para os volumes envolvidos De modo a se atingir as praias a sul os 1000m de tubagem considerados para os casos anteriores n o s o suficientes pelo que aqui foi considerada uma tubagem de 2000m de comprimento sem booster com a configura o indicada na figura 5 10 lan amento Figura 5 10 Poss vel configura o do tra ado da conduta no porto da Figueira da Foz 85 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Os valores de Hi e H2 considerados foram de 10 e 5 metros respectivamente e o estudo dos pontos de funcionamento das bombas Toyo est resumido nas figuras 5 11 e 5 12 e quadro 5 5 D250 DP100BL DP 150 DP100BL 300 0 m3 h Figura 5 11 Curvas da instalac o e das bombas para D250 mm D200 DP40B 50B 75B 100B 150 150L DP 150L DP100B 2 DP75B IP m DPS0B DP40B Figura 5 12 Curvas da instala o e das bombas para D200 mm 86 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Quadro 5 5 Caracter sticas de funcionamento para as diversas bombas e di metros da conduta Pontos Oreal Custo Custo funcion o Hrs dia 9 energia da s lidos oe ano U m s para bombado m dia kwh euros conduta L 2000m ano euros 200 DP40B Q m3 h 64754 4532 8 H m Q m3 h 87857 6150 0 H m Q m3 h 113889 7972 2 DP100B 117143 8200 0 D 200 DP150 139921 9794 4
182. tima foram temas j abordados com pormenor no ponto 4 2 2 2 Importa reter essencialmente o seguinte A constru o dos quebramares do Porto da Figueira da Foz veio interromper o denominado transporte litoral passando a existir reten o de sedimentos na praia junto ao molhe norte figura 4 2 a Como consequ ncia da constru o do quebramar a praia da Figueira da Foz a norte atingiu larguras entre 200 e 500m aumentando de norte para sul ver figura 4 2 O quebramar rapidamente saturou e os sedimentos passaram a ultrapass lo na sua totalidade com parte penetrando no interior do Porto contribuindo para o assoreamento como ilustrado na figura 4 2 As praias a sul rapidamente come aram a erodir por efeito da interrup o do tr nsito sedimentar encontrando se hoje muito recuadas e artificializadas figura 4 2 As dragagens realizadas ao longo dos anos no porto quer sejam de regulariza o ou de manuten o n o foram utilizadas para mitigar os efeitos erosivos a sul no m ximo foram largados sedimentos a sul no mar mas n o chegaram a ter efeito mitigador efectivo Entre 1977 e 1996 foram extra das areias da praia junto ao molhe norte esta opera o contribuiu para o aliviamento da satura o sofrida pelo quebramar reduzindo o volume de sedimento que penetrava no Porto Essa opera o foi interrompida com implica es no assoreamento da barra e anteporto a Com a regulariza o do Rio Mo
183. ua devido s mar s enquanto que as embocaduras fluviais s o dominadas por descargas a partir de rios e pouco afectadas pela oscila o do n vel do mar relacionado com as mar s astron micas A presen a das embocaduras na linha de costa tem grande influ ncia nas direc es e fluxos do transporte litoral e devem ser por isso alvo de um estudo cuidado em termos de controlo de sedimentos Sem a constru o de quebramares ou espor es para estabiliza o de embocaduras e sem recurso a dragagens as embocaduras naturais t m tend ncia a ganhar irregularidades no tra ado perder profundidade ou at a sofrer migra o do canal de navega o ao longo da costa por ac o das ondas e correntes de mar incidentes Uma embocadura estabilizada por estruturas como quebramares ou espor es pode assim ser denominada como sendo uma embocadura artificial i Ns 1 Banco de areia de enchente 1 d s N Bancos de areia de Canal vazante marginais Figura 2 4 Embocadura natural ou n o estabilizada CEM 2003 A constru o de quebramares espor es e as dragagens de canais s o controlos de navega o que visam promover a passagem segura dos navios atrav s do canal de navega o Estas estruturas fixam a localiza o do canal e confinam as correntes de mar no mesmo ajudando a limpar os sedimentos acumulados no interior Dragagens melhoram a navegabilidade ao proporcionar as profundidades requeridas
184. ualmente com uma persistente obliquidade Em resumo pode se dizer que estas ondas s o pequenas em altura persistentes em direc o e dura o e com variabilidade energ tica ao longo do tempo Richard Silvester John R S Hsu 1997 Devido a estas caracter sticas estas ondas influenciam o transporte sedimentar ao longo da costa e a sua direc o As ondas que atingem a praia logo ap s os per odos de tempestade s o aquelas com maior influ ncia e contributo para as taxas do transporte sedimentar j que nesta altura que existe mais sedimento offshore dispon vel para ser carregado Richard Silvester John R S Hsu 1997 Durante a propaga o das ondas pela zona de rebenta o ou surf zone o material do banco de areia submerso carregado em suspens o at berma Ap s a rebenta o das ondas ocorre o espraiamento destas sobre a berma Como pode ser visto na figura 2 3 a gua infiltra se na areia at a superf cie fre tica sendo eventualmente devolvida ao mar Durante o refluxo a energia menor que no espraiamento bem como a massa l quida em movimento devido percola o sofrida Assim a gua n o consegue transportar muito do sedimento carregado de volta ao mar Para al m disso o ressalto hidr ulico associado a este escoamento pequeno Em resultado disto estas ondas espa adas de v rios segundos entre si depositam o sedimento na berma promovendo a sua acumula o No entanto esta acumula o co
185. ue se continua a desconhecer os volumes e os locais exactos de recolha e deposi o dos sedimentos nas opera es realizadas pela autarquia Mas segundo informa es colhidas informalmente e n o comprovadas a autarquia ter movimentado para Sul cerca de 25000 metros c bicos de areia em 2005 30000 metros c bicos em 2006 e 12 mil metros c bicos em 2007 Enquanto que as areias em 2005 e 2006 ter o sido retiradas da zona interior abrigada do quebramar em 2007 ter o sido retiradas da zona do farolim 58 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras mais a norte Poder o existir alguns problemas de contamina o localizados na zona interior existem na zona abrigada duas descargas de guas Veloso Gomes 2008 A confirmar se o valor e a localiza o das retiradas relativos a 2007 poder aqui residir um contributo para um agravamento da situa o de acumula o de areias na zona que afecta o movimento das embarca es a partir do Ver o de 2007 Veloso Gomes 2008 Ap s a realiza o de medidas locais por meios expeditos acompanhadas pela recolha de documenta o fotogr fica em 8 de Fevereiro de 2008 admite se numa primeira aproxima o que ser necess rio retirar em 2008 cerca de 60 mil metros c bicos de areia da zona abrigada do quebramar mas s com o levantamento hidrogr fico ser poss vel confirmar este valor Veloso Gomes 2008 Face ao actual estado de assoreamento da zona abrigada admite se
186. ularam a barlamar norte e no t mbolo do quebramar da Aguda progressivamente desde a sua constru o est o presentemente a movimentar se para sotamar Sul atingindo a faixa de acesso das embarca es zona abrigada A acumula o de sedimentos na zona de entrada das embarca es condiciona a operacionalidade das condi es de acesso zona abrigada e sa da para o mar No Ver o de 2007 a acessibilidade das embarca es a terra e ao mar ficou condicionada pelo estado da mar Em baixa mar as profundidades de gua s o insuficientes Essa situa o mant m se at actualidade Veloso Gomes 2008 A sul do quebramar verificou se naturalmente um d fice de sedimentos que passaram agora a fixar se a norte provocando o recuo da praia da Granja T m sido referidos receios em rela o possibilidade de as funda es da piscina da Granja poderem vir a ser afectadas No entanto este recuo teve o m rito de ter posto a descoberto numerosas forma es rochosas ricas em vida marinha No entanto importante frisar que no passado muitos anos antes da constru o do quebramar da Aguda ja haviam ocorrido eros es nas praias da Granja e a sul da piscina como atesta a actual configura o recuada da linha de costa e a exist ncia de enrocamentos colocados h algumas dezenas de anos a sul desta piscina e da Meia Laranja Veloso Gomes 2008 A partir de 2006 2007 passou se a verificar uma movimenta o das areias de bar
187. untavam a 500000 ano de siltes e argilas eram anualmente removidos por dragas flutuantes barca as e depositadas em guas profundas fora da costa offshore Actualmente desde 1995 que a transfer ncia de areias feita regularmente todos os 6 anos s o transferidos cerca de 690000 m por um sistema hidr ulico com tubagens submersas tempor rias ao longo de 3 2 km de costa imediatamente a sul da embocadura Desde que o sistema de transposi o foi posto em pr ctica a acumula o de areia no canal parou na sua maioria e a praia a sotamar come ou a recuperar Os custos rondam os 5 5 d lares EUA por metro c bico 2003 Fontes US Army Corps of Engineers 2001 Coastal Engineering Manual Olsen Associates Inc Coastal Engineering 2003 Canaveral Harbor Sand Bypassing Project 05 12 07 118 PROJECTO DE TRANSPOSI O ARTIFICIAL DO PORTO DE OCEANSIDE m ESTA O BOOSTER Bomba de jacto grua TUBAGEM DE DESCARGA BOMBAS DE JACTO Figura A1 13 Porto de Oceanside CEM 2003 Localizac o e Datas Localizado na parte sul da costa da Calif rnia 35 milhas a norte de San Diego Dados Estat sticos Caracter sticas T cnicas O forte transporte litoral est avaliado em 920000 metros c bicos total anuais e um balan o de massas na ordem dos 190000 m ano para sul Devido ao elevado transporte o assoreamento da Z entrada do porto r
188. ursos H dricos e Ambiente SHRHA FEUP Porto F Veloso Gomes F Taveira Pinto J Pais Barbosa J Costa A Rodrigues 2006 As Obras de Defesa Costeira na Costa da Caparica Na Crista das Ondas do Mar e da Comunica o Social FEUP IHRH Instituto da gua Minist rio do Ambiente 97 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras F Veloso Gomes F Taveira Pinto J Pais Barbosa 2004 Rehabilitation Study of Coastal Defence Works and Artificial Sand Nourishment at Costa da Caparica Portugal ICCE Costa da Caparica Study FEUP Gregory L Williams James E Clausner 1990 Dredging Research Technical Note Field Test of the Dredging Research Program DRP Eductor US Army Engineer Waterways Experiment Station http el erdc usace army mil dots drptnote drp3 12 pdf 02 10 07 Gregory L Williams James E Clausner 1990 Dredging Research Technical Note Fixed Sand Bypassing Plant an Update US Army Engineer Waterways Experiment Station http el erdc usace army mil dots drptnote drp3 03 pdf 02 10 07 James E Clausner 1999 Sand Bypassing Cost and Performance Database US Army Corps of Engineers http chl erdc usace army mil library publications chetn pdf cetn ii 41 pdf 04 11 07 Jos Lu s G S Ribeiro 2002 Ordenamento Territorial do Estu rio do Mondego Conflitos Riscos Ambientais e Estrat gias de Gest o Integrada In Perspectivas de Gest o Integrada de Ambientes Costeiros Associag o Eurocoast Po
189. ustos de explora o os custos da energia el ctrica e de manuten o O rendimento do grupo elevat rio considerado foi de 75 e a tarifa de energia el ctrica de 0 07 euros kwh As condutas ser o em a o revestido mas devido dificuldade em obter pre os para este material os custos associados foram estimados a partir dos pre os comerciais de condutas de ferro fundido N o foram inclu dos custos com o pessoal embora existam nem custos com acess rios seja da conduta ou da esta o elevat ria nem custos relacionados com a poss vel substitui o de equipamentos sujeitos a desgaste como sejam os grupos elevat rios equipamento de automata o e controlo ou outros sendo que o custo destes est tamb m dependente de uma manuten o eficiente e adequada Em rela o s despesas de manuten o foram dobrados os custos estimados em 1 do investimento nas condutas e constru o civil e 2 5 do investimento nos equipamentos elevat rios e acess rios para sistemas de abastecimento de gua para respectivamente 2 e 5 devido natureza mais agressiva do ambiente e ao desgaste por efeitos de abras o e problemas de bloqueamento das bombas por acumula o de detritos s lidos 5 6 1 PRAIA DA AGUDA Os custos para a praia da aguda bombas Toyo est o resumidos no quadro 5 10 Os custos de instala o atingem os 61377 euros enquanto que os custos anuais de explora o os 2408 euros Quadro 5 10 Toyo custos em euros
190. zo das praias seguida de uma acelera o da eros o provavelmente em ambos os lados da embocadura enquanto o banco de areia de vazante recuperava dos efeitos das dragagens Nestes casos ser prudente limitar as dragagens zona mais exterior do lado do oceano do banco de areia de vazante Para aquelas embocaduras onde a transposi o natural ocorre esporadicamente atrav s da migra o dos bancos de areia de vazante e dep sitos de sedimento adjacentes as dragagens e a consequente alimenta o das praias adjacentes poder simplesmente acelerar os processos naturais da embocadura CEM 2003 Este efeito por vezes desej vel nos casos em que a eros o a sotamar 28 Transposi o Artificial de Sedimentos em Embocaduras Figura 3 8 Banco de areia provocado pelo quebramar CEM 2003 de tal modo elevada que o tempo requerido para a migra o natural dos bancos de areia n o permite a mitiga o Usualmente acaba se por recolocar o canal de navega o resultando no m nimo numa melhoria inicial das condi es de navegabilidade e efici ncia hidr ulica da embocadura O potencial efeito das dragagens no banco de areia de vazante em termos da refrac o das ondas correntes e transporte litoral associado deve ser tido em conta aquando destas opera es As condi es existentes devem ser comparadas com simula es das condi es que se proporcionar o ap s as dragagens na zona em causa Recomenda se que a altu

avaliação dos processos de transposição artificial de sedimentos

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