UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS E NATURAIS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM OCEANOGRAFIA AMBIENTAL JACQUELINE FREIRE RIGATTO O PAPEL DAS DUNAS FRONTAIS NA PROTEÇÃO DO LITORAL SUL DO ESPÍRITO SANTO VITÓRIA 2022 JACQUELINE FREIRE RIGATTO O PAPEL DAS DUNAS FRONTAIS NA PROTEÇÃO DO LITORAL SUL DO ESPÍRITO SANTO VITÓRIA 2022 Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Oceanografia Ambiental da Universidade Federal do Espírito Santo, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Oceanografia Ambiental. Orientadora: Prof.ª Dr.ª Jacqueline Albino JACQUELINE FREIRE RIGATTO O PAPEL DAS DUNAS FRONTAIS NA PROTEÇÃO DO LITORAL SUL DO ESPÍRITO SANTO Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Oceanografia Ambiental da Universidade Federal do Espírito Santo, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Oceanografia Ambiental. COMISSÃO EXAMINADORA _____________________________________ Prof.ª Dr.ª Jacqueline Albino - Orientadora Universidade Federal do Espírito Santo/ UFES _____________________________________ Prof. Dr. Dieter Carl Ernst Heino Muehe – Examinador Interno Universidade Federal do Espírito Santo/ UFES _____________________________________ Prof.ª Dr.ª Celia Regina de Gouveia Souza - Examinadora Externa Instituto de Pesquisas Ambientais – Secretaria de Infraestrutura e o Meio Ambiente do Estado de São Paulo (IPA – SIMA/SP) “Os pescadores sabem que o mar é perigoso e a tormenta terrível, mas este conhecimento não os impede de lançar-se ao mar”. Vincent van Gogh AGRADECIMENTOS A Deus, em primeiro lugar. A professora Jacqueline Albino, por ter sido minha orientadora e ter desempenhado tal função com dedicação e amizade. Aos meus amados pais, Dejair e Penha, e as minhas irmãs, Katielly e Suellen, pelo apoio, confiança e incentivo aos estudos. Ao meu esposo Rafael pelo carinho, amor, companheirismo, dedicação, incentivo, paciência e pela ajuda em programação. Aos demais professores do curso de Programa de Pós-Graduação em Oceanografia Ambiental (PPGOAM), pela dedicação, competência, apoio e todo conhecimento compartilhado À Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), pelo ensino gratuito e de qualidade. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pelo financiamento da bolsa e pelo auxílio financeiro nº 88887.145855/2017-00. Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo Projeto Universal 421657/2016-2. Ao Laboratório de Geomorfologia e Sedimentologia Costeira da UFES pela disponibilização dos dados e pela ajuda durante as campanhas de campo, em especial a professora Jac, Lucas, Branco, Chiara, Karlany, Pedro, Roger, Gilberto, ao professor Dieter, Maitê, Brenda, Bernardo, Theo, Julyana e Luísa Lopes (in memoriam). Ao Programa Nacional de Boias (PNBOIA) e ao Centro Europeu de Previsões Meteorológicas de Médio Prazo (ECMWF) pela disponibilização dos dados aqui utilizados. Aos professores Celia Souza e Dieter Muehe por aceitarem o convite de participar da banca examinadora. A todos que participaram, direta ou indiretamente do desenvolvimento deste trabalho de pesquisa, enriquecendo o meu processo de aprendizado. RESUMO Dunas frontais são cristas de dunas arenosas com vegetação formadas adjacentes à praia. A formação destas feições geomorfológicas ocorre à medida que o sedimento é transportado pelo vento da praia exposta para uma cobertura de plantas. Possuem os maiores volumes e extensão em praias dissipativas e em praias refletivas são menores ou inexistentes. Apresentam a função de proteger a costa contra inundações e erosão causadas por ondas e elevados níveis de água durante condições extremas de tempestade. Contudo, este papel é muitas vezes limitado em função do uso e ocupação sobre estas feições. O objetivo deste trabalho foi determinar a atuação das dunas frontais na proteção da orla, a partir de uso de ferramentas, ao longo do litoral sul do ES. Para a determinação do clima de ondas foram utilizados dados de reanálise do ERA5 que foram validados com da Boia PNBOIA Vitória. Além disto, dados do ADCP também foram usados para analisar o clima de ondas próximo ao litoral. Além do clima de ondas, o nível de maré, os sedimentos, a vegetação e o perfil de praia foram analisados com auxílio da ferramenta XBeach. Já a Escala de Impacto de Sallenger só utilizou dados de maré, de perfil de praia e de ondas. Os resultados indicam que o litoral está em processo predominante de recuo das dunas com os níveis 1 e 2 da Escala de Sallenger. Em relação a vegetação das dunas frontais, nas simulações no XBeach houve uma erosão maior nas dunas frontais com poucas plantas fixadas sobre elas. Mesmo com vegetação os perfis de praia medidos sofreram erosão, mas eles protegeram a orla. Palavras-chave: Clima de ondas; XBeach; Escala de Impacto de Sallenger; Vegetação de restinga ABSTRACT Frontal dunes are ridges of sandy dunes with vegetation formed adjacent to the beach. The formation of these geomorphological features occurs as the sediment is transported by the wind from the exposed beach to a cover of plants. They have the largest volumes and extension on dissipative beaches and on reflective beaches they are smaller or non-existent. They have the function of protecting the coast against flooding and erosion caused by waves and high water levels during extreme storm conditions. However, this role is often limited due to the use and occupation of these features. The objective of this work was to determine the performance of the frontal dunes in the protection of the edge, from the use of tools, along the south coast of ES. To determine the wave climate, ERA5 reanalysis data were used, which were validated with Boia PNBOIA Vitória. In addition, ADCP data were also used to analyze the wave climate near the coast. In addition to the wave climate, the tide level, sediments, vegetation and beach profile were analyzed using the XBeach tool. The Sallenger Impact Scale only used tidal, beach profile and wave data. The results indicate that the coast is in a predominant process of dune retreat with levels 1 and 2 of the Sallenger Scale. Regarding the vegetation of the frontal dunes, in the simulations in XBeach there was a greater erosion in the frontal dunes with few plants fixed on them. Even with vegetation the measured beach profiles suffered erosion, but they protected the.shore. Keywords: Wave weather; XBeach; Sallenger Impact Scale; restinga vegetation LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Evidências de overwash na Praia das Neves. Fonte: Albino et al. (2006). ............ 20 Figura 2 – Área de estudo................................................................................................................. 22 Figura 3 – Terminologia da zona de arrebentação, surfe, praia e retropraia em inglês e respectiva tradução para o português. Fonte: Muehe (2019). .................................................... 24 Figura 4 – Exemplos dos quatro regimes de impacto de tempestades de acordo com Sallenger (2000), onde 𝑅𝑙𝑜𝑤 (elevação mínimo do nível da água), 𝑅ℎ𝑖𝑔ℎ (elevação máxima do nível da água), 𝐷𝑙𝑜𝑤 (base da duna) e 𝐷ℎ𝑖𝑔ℎ (topo da duna) Fonte: adaptado de Castelle & Harley (2020). .................................................................................................................................................. 26 Figura 5 – Esquema metodológico da maré. ................................................................................. 28 Figura 6 – Equipamentos para realizar o perfil de praia, da esquerda para a direita: nível topográfico, RTK, balizas de Emery, Estação Total. Foram utilizados em campo somente o nível topográfico e RTK. Fonte: Muehe et al. (2020). ................................................................... 30 Figura 7 – Localização dos perfis de praia (P1, P2, P3 e P4). ................................................... 31 Figura 8 – Localização da boia PNBOIA Vitória, do ERA5 e do fundeio do ADCP. ................ 33 Figura 9 – Esquema metodológico dos sedimentos. .................................................................... 34 Figura 10 – Esquema metodológico da vegetação...................................................................... 35 Figura 11 – Esquema metodológico da morfologia. ..................................................................... 36 Figura 12 – Esquema de um perfil praial transversal mostrando os parâmetros morfométricos da praia e duna frontal. Fonte: Adaptado de de Almeida et al. (2019). ..................................... 38 Figura 13 – Esquema metodológico do clima de ondas. ............................................................. 39 Figura 14 – Esquema metodológico para aplicação da Escala de Impacto de Sallenger. ..... 40 Figura 15 – Os componentes do nível da água que contribuem para as inundações costeiras com destaque para a onda runup (wave runup). Fonte: Vitousek et al. (2017). ...................... 41 Figura 16 – Esquema do funcionamento do modelo XBeach. Fonte: adaptado de Heleno (2017). .................................................................................................................................................. 44 Figura 17 – Esquema metodológico da execução do XBeach. .................................................. 45 Figura 18 – P1: imagem do Google Earth a esquerda de fevereiro de 2022 e os perfis topográficos das campanhas realizadas entre 2018 a 2221 a NMM a direita. ......................... 50 Figura 19 – P2: imagem do Google Earth a esquerda de fevereiro de 2022 e os perfis topográficos das campanhas realizadas entre 2018 a 2221 a NMM a direita. ......................... 51 Figura 20 – P3: imagem do Google Earth a esquerda de fevereiro de 2022 e os perfis topográficos das campanhas realizadas entre 2018 a 2221 a NMM a direita. ......................... 52 Figura 21 – P4: imagem do Google Earth a esquerda de fevereiro de 2022 e os perfis topográficos das campanhas realizadas entre 2018 a 2221 a NMM a direita. ......................... 53 Figura 22 – Parâmetros morfométricos utilizando o NMM dos perfis de praia medidos. ....... 55 Figura 23 – Parâmetros morfométricos utilizando o NMPS dos perfis de praia medidos. ..... 57 Figura 24 – Densidade de frequência dos valores da altura, do período e da direção dos dados brutos obtidos do ERA5 (01/011979 a 31/12/2020) e da PNBOIA. ........................................... 65 Figura 25 – Clima de ondas (altura e período significativos) com base nos dados do ERA5 (01/011979 a 31/12/2020), sendo que a esquerda é o clima de onda médio, no meio é o clima de onda de tempestade tipo 1 e a esquerda é o clima de onda de tempestade tipo 2. .......... 68 Figura 26 – Clima de ondas (altura e período significativos) com base nos dados da boia PNBOIA, sendo que a esquerda é o clima de onda médio, no meio é o clima de onda de tempestade tipo 1 e a esquerda é o clima de onda de tempestade tipo 2. ............................... 69 Figura 27 – Clima de ondas do ADCP entre 11/08/2021 a 16/09/2021. ................................... 70 Figura 28 – Clima de ondas do ERA5 entre 11/08/2021 a 16/09/2021. A e B possuem as mesmas coordenadas no ERA5 (de (01/011979 a 31/12/2020) e C possui a mesma coordenada do ADCP. ....................................................................................................................... 71 Figura 29 – Escala de Impacto de Sallenger aplicada tanto para o nível médio do mar (NMM) quanto para nível médio das premares de sizígia (NMPS). ........................................................ 75 Figura 30 – P1: A – Vista para ao sul do perfil; B – Vista para ao norte do perfil; C – primeiro quadrat; D – segundo quadrat; e E – croqui para amostragem da vegetação das dunas frontais (quadrat) da campanha de 11/2021. ............................................................................................... 77 Figura 31 – P2: A – Vista para ao sul do perfil; B – Vista para ao norte do perfil; C – primeiro quadrat; D – segundo quadrat; E – terceiro quadrat; F – quarto quadrat; e G – croqui para amostragem da vegetação das dunas frontais (quadrat) da campanha de 11/2021. ............. 78 Figura 32 – P3: A – Vista para ao sul do perfil; B – Vista para ao norte do perfil; C – primeiro quadrat; D – segundo quadrat; E – terceiro quadrat; F – quarto quadrat sendo realizada as medições na vegetação; e G – croqui para amostragem da vegetação das dunas frontais (quadrat) da campanha de 11/2021. ............................................................................................... 79 Figura 33 – P4: A – Vista para ao sul do perfil; B – Vista para ao norte do perfil; C – primeiro quadrat; D – segundo quadrat; E – terceiro quadrat; e F – croqui para amostragem da vegetação das dunas frontais (quadrat) da campanha de 11/2021. .......................................... 80 Figura 34 – Simulação no XBeach com vegetação dos quatros perfis de praia a partir da campanha 05/2019 utilizando o nível médio das premares de sizígia (NMPS), onde PS é o perfil simulado e PM é o perfil medido. Onde 𝐻 = altura de onda [m], 𝑇 = período de onda [s], 𝑎ℎ = altura da vegetação [m], 𝑏𝑣 = diâmetro da haste da vegetação [m], 𝑁𝑣 = densidade da cobertura vegetal [unidade/m2], 𝐶𝑑 = coeficiente de arrasto e PS = perfil simulado. Também foi adicionado a está figura o perfil medido (PM) campanha 05/2019 usando o NMPS. ........ 84 LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Regime de impacto de acordo com a condição de ocorrência, onde 𝑅𝑙𝑜𝑤 (elevação mínimo do nível da água), 𝑅ℎ𝑖𝑔ℎ (elevação máxima do nível da água), 𝐷𝑙𝑜𝑤 (base da duna) e 𝐷ℎ𝑖𝑔ℎ (topo da duna). Fonte: Sallenger (2000). ........................................................................ 42 Tabela 2 – Cenários simulados para cada perfil de praia com as combinações de 𝐻𝑠, 𝑇𝑝 e da vegetação não identificada (𝑎ℎ, 𝑏𝑣, 𝑁𝑣 e 𝐶𝑑), mantendo constante as variáveis: 𝐷50, 𝐷90, NMPS, 𝜌á𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑜 𝑚𝑎𝑟 , sedtrans e morphology. ........................................................................... 46 Tabela 3 – Estatística de amostra do sedimento da berma, da face da praia e do submerso. ............................................................................................................................................................... 61 Tabela 4 – Estatística de amostra do sedimento da crista da duna frontal. ............................. 62 Tabela 5 – Cenários com a relação do runup e a Escala de Impacto de Sallenger para os perfis de praia com NMM e NMPS, onde: 1 é o nível de espraiamento, 2 é o nível de colisão, 3 é o nível de transposição e 4 é o nível de inundação. .............................................................. 73 Tabela 6 – Medições feita na vegetação na campanha de 11/2021 referentes as figuras 30 a 33. ......................................................................................................................................................... 76 Tabela 7 – Síntese das informações. .............................................................................................. 87 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ADCP – Acoustic Doppler Current Profiler APPs – Áreas de Proteção Permanente ASAS – Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul CHM – Centro de Hidrografia da Marinha CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente E – Leste ECMWF – European Centre for Medium-Range Weather Forecasts e.g. – Por exemplo ENE – Leste-nordeste Eq. – Equação ERA – European Reanalysis ES – Espírito Santo ESE – Leste-sudeste IJSN – Instituto Jones dos Santos Neves IPCC – Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas MATLAB – MATrix LABoratory NMPS - Nível médio das premares de sizígia N – Norte NE – Nordeste netCDF – network Common Data Form NMM – Nível médio do mar NNE – Norte-Nordeste NNW – Norte-Noroeste NW – Noroeste PM – Perfil medido PNBOIA – Programa Nacional de Boias Projeto Orla – Projeto de Gestão Integrada da Orla Marítima PS – Perfil simulado RTK – Posicionamento Cinemático em Tempo Real S – Sul SE – Sudeste SIRGAS – Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas SW – Sudoeste SSE – Sul-Sudeste SSW – Sul-Sudoeste UFES – Universidade Federal do Espírito Santo UTC – Tempo Universal Coordenado UTM – Universal Transverso de Mercator VolDuna – Volume da duna VolPraia – Volume da praia VolReserva – Volume de reserva W – Oeste WGS 84 – World Geodetic System 1984 WNW – Oeste-Noroeste WSW – Oeste-Sudoeste XBeach – eXtreme Beach behaviour LISTA DE SÍMBOLOS 𝑎ℎ – Altura da vegetação 𝑏𝑣 – Diâmetro da haste da vegetação 𝐶𝑑 – Coeficiente de arrasto 𝐷ℎ𝑖𝑔ℎ – Topo da duna 𝐷𝑙𝑜𝑤 – Base da duna 𝐷50 – Diâmetro dos sedimentos em que 50% das partículas têm um tamanho menor (ou diâmetro médio do sedimento) 𝐷90 – Diâmetro dos sedimentos em que 90% das partículas têm um tamanho menor 𝑔 – Aceleração da gravidade 𝐻 – Altura de onda 𝐻0 – Altura da onda em águas profundas 𝐻𝑠 – Altura significativa 𝐻𝑠 ̅̅ ̅ – Média da altura significativa 𝐿0 – Comprimento de onda em águas profundas m – Metro mm – Milímetro 𝑁𝑣 – Densidade da cobertura vegetal 𝑅ℎ𝑖𝑔ℎ – Elevação máxima do nível da água 𝑅𝑙𝑜𝑤 – Elevação mínimo do nível da água 𝑅 - Runup 𝑅2 – Runup 2% s – Segundo 𝑆2% – Swash 2% 𝑇 – Período de onda 𝑇𝑝 – Período de pico ° – Grau 𝜉0 – Número de Iribarren em águas profundas 𝜉 – Número de Iribarren 𝛽 – Ângulo da inclinação da praia 𝜌á𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑜 𝑚𝑎𝑟 – Massa especifica da água do mar φ – fi SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 17 1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO DO TEMA .................................................................................. 17 1.2 JUSTIFICATIVA .................................................................................................................. 18 1.3 OBJETIVOS ........................................................................................................................ 21 1.3.1 Objetivo geral .................................................................................................................. 21 1.3.2 Objetivos específicos .................................................................................................... 21 2 AREA DE ESTUDO ................................................................................................................... 21 3 MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................................................ 22 3.1 EMBASAMENTO TEÓRICO-METODOLÓGICO .......................................................... 22 3.1.1 Dinâmica dunas frontais ........................................................................................ 22 3.1.2 Dinâmica das praias ................................................................................................ 23 3.1.3 Ferramentas de estudo do sistema dunas-praias ........................................... 24 3.1.3.1 Parâmetros morfométricos ................................................................................ 24 3.1.3.2 Escala de Impacto de Sallenger ....................................................................... 25 3.1.3.3 XBeach ................................................................................................................. 26 3.1.4 Gestão das dunas frontais ..................................................................................... 27 3.2 OBTENÇÃO DOS DADOS ............................................................................................... 28 3.2.1 Maré ............................................................................................................................. 28 3.2.2 Perfil de praia ............................................................................................................ 28 3.2.3 Ondas .......................................................................................................................... 31 3.2.4 Sedimentos ................................................................................................................ 34 3.2.5 Vegetação ................................................................................................................... 35 3.3 TRATAMENTO E INTERPRETAÇÃO DOS DADOS ................................................... 36 3.3.1 Morfologia .................................................................................................................. 36 3.3.2 Clima de ondas e definição de tempestade ...................................................... 38 3.3.3 Aplicação da Escala de Impacto de Sallenger ................................................. 40 3.3.4 Execução do XBeach .............................................................................................. 43 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................................... 46 4.1 MOBILIDADE DO SISTEMA PRAIA-DUNAS ................................................................ 46 4.1.1 Mobilidade de curta duração do sistema praia-dunas ................................... 46 4.1.2 Clima de ondas de tempestades sobre o sistema dunas-praia ................... 63 4.1.3 Processos erosivos e inundacionais sob ondas de tempestades .............. 72 4.2 O PAPEL DA VEGETAÇÃO NA PROTEÇÃO DO SISTEMA PRAIA-DUNAS ......... 76 4.3 O PAPEL DAS DUNAS FRONTAIS NA PROTEÇÃO AO LONGO DO LITORAL SUL DO ESPÍRITO SANTO .................................................................................................................. 86 5 CONCLUSÕES ........................................................................................................................... 89 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................... 91 APÊNDICE A – CONDIÇÕES DE TEMPO E DE ONDAS COM 5 DIAS ANTES DA CAMPANHA4 .................................................................................................................................... 108 APÊNDICE B – PARÂMETROS MORFOMÉTRICOS UTILIZANDO O NÍVEL MÉDIO DO MAR (NMM) DOS PERFIS MEDIDOS ......................................................................................... 112 APÊNDICE C – PARÂMETROS MORFOMÉTRICOS UTILIZANDO O NÍVEL MÉDIO DAS PREMARES DE SIZÍGIA (NMPS) DOS PERFIS MEDIDOS .................................................... 114 APÊNDICE D – CLIMA DE ONDAS DOS DADOS BRUTOS DO ERA5 (01/011979 A 31/12/2020) E DA PNBOIA ............................................................................................................ 116 APÊNDICE E – VALORES DAS VARIÁVEIS UTILIZANDO O NÍVEL MÉDIO DO MAR (NMM) DOS PERFIS MEDIDOS ................................................................................................................. 117 APÊNDICE F – VALORES DAS VARIÁVEIS UTILIZANDO O NÍVEL MÉDIO DAS PREMARES DE SIZÍGIA (NMPS) DOS PERFIS MEDIDOS .................................................... 121 APÊNDICE G – 𝑫𝟓𝟎 E 𝑫𝟗𝟎 DO SEDIMENTO CONCOMITANTE DOS PERFIS MEDIDOS ............................................................................................................................................................. 125 ANEXO A – DEFINIÇÃO DE MÉDIA, MEDIANA, ASSIMETRIA E GRAU DE SELEÇÃO 126 ANEXO B – CLASSIFICAÇÃO DO TAMANHO DE GRÃO DE UDDEN-WENTWORTH (GALLAGHER ET AL., 2017) ........................................................................................................ 127 ANEXO C – FÓRMULAS ESTATÍSTICAS USADAS NO CÁLCULO DE PARÂMETROS DE MÉDIA (MEAN), GRAU DE SELECIONAMENTO (STANDARD DEVIATION), ASSIMETRIA (SKEWNESS) E CURTOSE (KURTOSIS) PELO MÉTODO DE FOLK & WARD (1957) EXPRESSOS NA ESCALA LOGARÍTMICA (BASEADA EM UMA DISTRIBUIÇÃO LOG- NORMAL, EM QUE OS TAMANHOS DOS GRÃOS SÃO EXPRESSOS EM 𝐅𝐈) (BLOTT & PYE, 2001). ....................................................................................................................................... 128 17 1 Na terminologia brasileira, back beach refere-se a retropraia (MUEHE, 2019). Ver figura 3. 1 INTRODUÇÃO 1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO DO TEMA Dunas frontais são cristas de dunas arenosas com vegetação formadas nos setores mais próximos do mar das faixas da retropraia (back beach1) (HESP, 1984, 2002a). Elas são encontradas em diversos locais, do Ártico aos Trópicos (HESP, 2002b; RUZ & HESP, 2014). Quanto à relação das dunas frontais com a praia, Short & Hesp (1982) citam que as taxas de transporte eólico são possivelmente maiores em praias dissipativas desenvolvendo dunas frontais com maiores volume e extensão a sotavento; e em praias refletivas, estas taxas de transporte eólico são menores formando dunas frontais limitadas a inexistentes. Entre estes dois extremos, estão as praias intermediárias que apresentam as taxas de transporte pelo vento moderadas produzindo dunas frontais entre estes intervalos (SHORT & HESP, 1982). Segundo Komar (2018), as maiores partículas de sedimento geralmente são localizadas em áreas de alta energia, com diminuição do tamanho em direção ao continente. Isto se deve ao fato do vento selecionar os grãos de sedimento mais finos para o transporte e deixar os grãos mais grossos para trás (TABAJARA & MARTINS, 2006). Logo, o tamanho dos sedimentos vai decrescendo em direção ao continente devido à alteração do agente transportador, hidrodinâmico para o eólico (TABAJARA & MARTINS, 2006) A função das dunas frontais é de proteger a costa contra inundações e erosão causada por ondas e elevados níveis de água durante condições extremas de tempestade (HOUSER, 2013). Degradação, destruição ou alteração destes subambientes (dunas frontais) podem modificar a dinâmica e o fornecimento de sedimentos para o sistema praia-dunas, reduzindo a proteção costeira e aumentando os processos erosivos (e.g. MARTÍNEZ & PSUTY, 2007; GARCÍA DE LOMAS et al., 2011). Em condições de maior energia das ondas pode ocorrer a transposição das ondas (overwash ou galgamento), que, por definição, é quando o fluxo de água e sedimentos passa sobre a crista do berma ou o topo da duna frontal, se existente, e não retorna diretamente para o local onde se originou (DONNELLY 18 et al., 2004; DONNELLY et al., 2006; DONNELLY, 2007) e é mais evidente em eventos de tempestade (DONNELLY, 2007; SEDRATI et al., 2011; MATIAS et al., 2019). A transposição das ondas ocorre com frequência em praias arenosas e em ilhas barreiras arenosas, mas também podem acontece em lagos, costas de baixo gradiente, em esporões, e praias de cascalho ou calhau (DONNELLY et al., 2006). Os sedimentos depositados por transposição das ondas são conhecidos como sedimentos de transposição (washover) (DONNELLY et al., 2009; MCCALL et al., 2010; SEDRATI et al., 2011). A magnitude das inundações e erosão durante eventos de tempestades depende não apenas da duração e intensidade dos impactos das ondas (e.g. LARSON et al., 2004) mas também na inclinação da praia, largura e altura das dunas (e.g. SALLENGER, 2000; MORTON, 2002; PLANT & STOCKDON, 2012). Existem inúmeras ferramentas que auxiliam na compreensão dos sistemas costeiros e em especial nas alterações morfológicas de perfis de praia, o XBeach (eXtreme Beach behaviour), que foi utilizado no presente trabalho, é um modelo numérico que visa avaliar a interação de ondas energéticas no sistema praia- duna. Ele foi projetado com base nos quatro regimes de impacto de tempestade estabelecidos por Sallenger (2000): regime de espraiamento, regime de colisão, regime de transposição e regime de inundação. O XBeach demonstrou reproduzir com sucesso a morfologia após a tempestade devido à erosão da duna frontal e processos de transposição em diferentes locais em todo o mundo, incluindo a Itália (ARMAROLI et al., 2013), os Estados Unidos (GHARAGOZLOU et al., 2020) e a Holanda (DE WINTER et al., 2015). É importante avaliar a competência de proteção das dunas sobre a orla em condições de tempestade e muitas delas são realizadas, em primeira instância, por ferramentas computacionais. Este exercício permite a primeira avaliação da vulnerabilidade, sem substituir as posteriores validações em campo. 1.2 JUSTIFICATIVA Os municípios litorâneos do Sul do Espirito Santo, Marataízes e Presidente Kennedy (localizado na divisa com o estado do Rio de Janeiro) apresentam 19 particularidades mesmo com a curta distância entre eles (FILGUEIRAS & ALBINO 2020). Marataízes tem uma urbanização mais concentrada próximo a orla enquanto que Presidente Kennedy tem a ocupação urbana mais ao interior do município por ser o único município praiano do Espírito Santo que tem a sede não localizada na orla (GIRARDI & COMETTI, 2006). Além do mais, estes municípios capixabas apresentam uma diversidade geomorfológica em contato com o mar, dentre elas: extensas planícies costeiras, falésias vivas, estreitas planícies quaternárias e afloramentos cristalinos (ALBINO et al., 2016). Filgueiras & Albino (2020) demonstraram que a vulnerabilidade, em quase metade da extensão litorânea, é moderada a muito alta à erosão para as regiões do litoral com presença de falésias e à inundação para as extensas planícies costeiras com baixa altimetria. Segundo Albino et al. (2006), as praias do litoral sul possuem tipologia dissipativa com pequena declividade e suprimento de areias fluviais finas, oriundas dos aportes fluviais dos rios Itapemirim e Itabapoana. Estas praias estão relacionadas a dunas frontais, geralmente modificadas pelos calçadões e quiosques, como no Balneário de Marataízes, o que indisponibiliza os sedimentos costeiros ao transporte, provocando erosão por ocasião do aumento na energia das ondas (ALBINO et al., 2006). Já no Balneário de Presidente Kennedy, o aporte de sedimentos somada a ocupação rarefeita permitem a progradação da linha de costa (ALBINO et al., 2006). Ainda em Presidente Kennedy, na Praia das Neves há evidências de overwash (figura 1) durante passagem de frentes frias acompanhadas de precipitações (ALBINO et al., 2006). 20 Figura 1 – Evidências de overwash na Praia das Neves. Fonte: Albino et al. (2006). Filgueiras (2020) mapeou a altura da barreira arenosa nestes dois litorais e constatou que 33% deste litoral apresenta dunas frontais com alturas entre 5,98m e 6,55m; 9% do litoral tem dunas frontais com alturas entre 4,88m e 5,43m; 18% do litoral possuem dunas frontais com alturas entre 4,33m e 4,88m; e 40% do litoral engloba as dunas frontais ou ausência destas com alturas inferiores a 4,33m. As dunas sem a presença de vegetação se tornam móveis e os ventos carregam os grãos de areia provocando processos erosivos e os transportam para outros locais, tornando-se um risco para o ambiente costeiro e, principalmente, para população litorânea, podendo soterrar as cidades (ARAUJO et al., 2005; VEGA DE SEOANE et al., 2007). A antiga vila de Itaúna no município de Conceição da Barra – Espírito Santo (ES) é um exemplo de soterramento pela eliminação da vegetação (TOLENTINO, 2021). Folli (2021) verificou que os trechos no extremo sul, na proximidade da foz do Itabapoana, estão localizados em um segmento de litoral com histórico de progradação desde a deposição dos cordões litorâneos antigos no Pleistoceno. Logo, segundo a autora, as dunas desta área são mais antigas, altas e desenvolvidas mesmo com algum episódio de erosão devido a exposição às ondas. 21 Nos trechos ao norte, podem ser observados cordões litorâneos recentes, os quais são mais estreitos devido à redução no aporte sedimentar em razão do distanciamento da foz do Itabapoana e a um menor espaço de acomodação em razão da proximidade da Formação Barreiras (FOLLI, 2021). Ainda nos trechos ao norte, a planície afunila e ao esbarrar nas falésias da Formação Barreiras onde o espaço de acomodação para o sedimento diminui drasticamente (FOLLI, 2021). Diante deste cenário, o presente estudo visa contribuir para o gerenciamento costeiro adequado e o melhor entendimento da morfodinâmica do sistema praia- dunas frontais. 1.3 OBJETIVOS 1.3.1 Objetivo geral Determinar a atuação das dunas frontais na proteção da orla, a partir de uso de ferramentas, ao longo do litoral sul do ES. 1.3.2 Objetivos específicos • Determinar a mobilidade do sistema praia-dunas frontais sob diferentes cenários de condições oceanográficas; • Discutir a aplicabilidade de ferramentas em diagnósticos de proteção dunas. 2 AREA DE ESTUDO O Estado do Espírito Santo está situado na região sudeste do Brasil, ocupando uma área de 45597 km2 e com linha de costa de 521 km de extensão, aproximadamente (NETTO & DI BENEDITTO, 2007). Ao longo da costa, aproximadamente 40% da área do estado está na faixa de planície e, conforme se desloca em direção ao interior, o planalto dá origem a uma região serrana (SILVA & LIMA, 2011). O clima nesse trecho do litoral brasileiro é do tipo W 22 pseudo-equatorial na classificação climática de Köppen (NETTO & DI BENEDITTO, 2007), caracterizado por chuvas tropicais de verão (outubro a março) e estação seca durante o outono e inverno (abril a setembro) (ALBINO, 1999). A área de estudo compreende ao litoral dos municípios de Presidente Kennedy e Marataízes no extremo sul do Espírito Santo (figura 2). Figura 2 – Área de estudo. 3 MATERIAIS E MÉTODOS 3.1 EMBASAMENTO TEÓRICO-METODOLÓGICO 3.1.1 Dinâmica dunas frontais A vegetação das dunas frontais é constituída por plantas de pequeno porte e de crescimento lento, por exemplo, Blutaparon spp. no sul do Brasil ou por plantas de grande porte, como Atriplex spp. na Austrália Ocidental, ou salgueiro (Salix spp.) no Grandes Lagos do Canadá (HESP& SMYTH, 2019). As dunas frontais são formadas à medida que o sedimento é transportado pelo vento da praia exposta para uma cobertura de plantas (HESP& SMYTH, 2019). 23 O aumento do arrasto e menor velocidade determinada pelas plantas causa a deposição da areia (FURIERI et al., 2014). Hesp & Smyth (2019) afirmam que com passar do tempo, à medida que as plantas crescem para cima e em direção ao mar, este processo favorece que os topos das dunas frontais sejam mais largos e mais altos. A morfologia resultante da duna frontal depende da densidade e distribuição da planta, tipo de espécie, velocidade do vento e suprimento de sedimentos (HESP, 2002b). Segundo Psuty (1993), o desenvolvimento das dunas frontais depende da disponibilidade de sedimentos da praia, que por sua vez, provém da deriva litorânea, além dos aportes do transporte transversal. 3.1.2 Dinâmica das praias Constantemente, as praias (terminologia praia em inglês: backshore – ver figura 3) sofrem mudanças na morfologia e no volume de sedimento por ser um ambiente dinâmico (OLIVEIRA FILHO & FERNANDEZ, 2017). Estas alterações são devido à ação de ondas, juntamente com marés e ventos (ALMEIDA et al., 2015; PRADHAN et al., 2019). Brand et al. (2019), Prakash et al. (2021), Mokhtar et al. (2022) e Prieto (2022) ainda acrescentam as correntes. A praia pode ter erosão, sedimentação e equilíbrio a curto prazo, por meio de forças naturais (onda, corrente, maré e vento), e, a longo prazo, por causa das flutuações do nível relativo do mar (MANSO et al., 2018). Além disto, praias dissipativas são caracterizadas pela presença de sedimentos finos e as praias refletivas pelos sedimentos grossos (TSUKADA et al., 2021). 24 Figura 3 – Terminologia da zona de arrebentação, surfe, praia e retropraia em inglês e respectiva tradução para o português. Fonte: Muehe (2019). Em costas arenosas, geralmente, as praias tendem a ter acreção em condições de ondas menos energéticas e erosão em ondas mais energéticas (WRIGHT & SHORT, 1984; STIVE et al., 2002). As tempestades costeiras são condições de ondas mais energéticas em ambientes costeiros que podem potencialmente ocasionar erosão da praia (RUSSELL, 1993). 3.1.3 Ferramentas de estudo do sistema dunas-praias 3.1.3.1 Parâmetros morfométricos Os parâmetros morfométricos são: volume da duna, largura da duna, altura da duna, volume da praia, largura da praia, altura da praia e volume de reserva. O aumento do volume da duna leva a uma maior inércia e diminui a taxa de recuo das linhas costeiras da barreira (JACKSON et al., 2019). Enquanto que dunas muita largas é indicativo que não está tendo erosão. Já a elevação da crista da duna é um determinante chave da vulnerabilidade de transposição (HOUSER et al., 2008). 25 De acordo com Quartel et al. (2008), a redução do volume da praia e na largura da praia sugere degradação da costa. Já um aumento na altura da praia indica que o runup terá que ser forte o suficiente para alcançar a base da duna. O volume reserva não pertence nem a duna nem a praia (DE ALMEIDA et al., 2019) e ele é utilizado quando ocorre falta de sedimento entre o sistema praia- duna. 3.1.3.2 Escala de Impacto de Sallenger Segundo Guza & Thornton (1982), a localização do nível da água da costa é importante para mensurar a dinâmica costeira. O máximo alcance vertical do espraiamento de tempestade (PAULA et al., 2021), conhecido como runup, é um movimento ascendente do volume de água da onda através da face da praia (ERIKSON et al., 2005) ou de uma estrutura costeira (BALDOCK et al., 1997). A Escala de Impacto foi desenvolvida por Sallenger (2000) para avaliar a interação de ondas de tempestade no sistema praia-dunas frontais. Em outras palavras, a proposta tem como base a definição do runup e sua relação com a geometria do sistema praia-dunas frontais. Esta escala se baseia em quatro regimes de impactos (figura 4): • Nível 1 (espraiamento): espraiamento da onda fica confinado na face da praia, onde o potencial de erosão e a inundação neste regime é teoricamente limitada à praia subaérea (ou seja, abaixo da base da duna) e os impactos da tempestade são considerados relativamente menores (CASTELLE & HARLEY, 2020); • Nível 2 (colisão): espraiamento atingir a base da duna; • Nível 3 (transposição): espraiamento ultrapassar a crista da duna ou, quando a duna estiver ausente, a crista do berma; e • Nível 4 (inundação): duna completamente inundada, onde representa o mais extremo dos quatro regimes de impacto (CASTELLE & HARLEY, 2020). 26 Figura 4 – Exemplos dos quatro regimes de impacto de tempestades de acordo com Sallenger (2000), onde 𝑅𝑙𝑜𝑤 (elevação mínimo do nível da água), 𝑅ℎ𝑖𝑔ℎ (elevação máxima do nível da água), 𝐷𝑙𝑜𝑤 (base da duna) e 𝐷ℎ𝑖𝑔ℎ (topo da duna) Fonte: adaptado de Castelle & Harley (2020). 3.1.3.3 XBeach XBeach é um modelo hidro-morfodinâmico de código aberto (ROELVINK et al., 2009; ROELVINK et al., 2018) que, inicialmente, foi desenvolvido para simular o impacto de tempestades e furacões extremos próximo às costas arenosas (ROELVINK et al., 2009). Desde então, o modelo foi aplicado a outros tipos de costas, dentre elas: costas com sistemas de recifes de coral (QUATAERT et al., 2020), planícies de maré (VAN SANTEN et al., 2012) e costas de cascalho (WILLIAMS et al., 2015). Além destas costas citadas, o XBeach foi ampliado com várias formulações para poder simular fluxo e ondas em costas com vegetação (por exemplo, manguezais, ervas marinhas, algas, etc.) sendo desenvolvido um módulo de vegetação (VAN ROOIJEN et al., 2016; ROELVINK et al., 2015). 27 2 Dunas frontais é um tipo de dunas costeiras (HESP & WALKER, 2013). 3.1.4 Gestão das dunas frontais As ações humanas podem alterar a morfologia (forma, topografia e dimensão), vegetação e evolução das dunas costeiras2, ou frequentemente, extingui-las (NORDSTROM, 2000). Isto pode ser resultado da recreação e pisoteio, usos industriais e comerciais, eliminação de resíduos, espécies invasoras e usos do solo, como infraestrutura urbana, agricultura e mineração, entre outros (GÓMEZ- PINA et al., 2002; CABRERA-VEGA et al., 2013; LITHGOW et al., 2013). Delgado-Fernandez et al. (2019) sugerem que o manejo das dunas costeiras deve se concentrar no controle dos impactos humanos e não nos processos naturais. Algumas técnicas de restauração de dunas incluem o uso de cercas em áreas sensíveis para reduzir os efeitos de pisoteamento humano, passarelas de dunas elevadas para evitar danos para as dunas do tráfego de pedestres e cartazes informativos colocados em locais adequados para tornar os visitantes da praia ciente da importância e da restauração das dunas (GÓMEZ-PINA et al., 2002). No Brasil, as dunas são consideradas Áreas de Proteção Permanente (APPs) (Brasil, 2012) e para a conservação destes ambientes é necessário a implantação de planos, programas e medidas governamentais voltados a disciplinar os seus usos e/ou manejos (CONAMA, 2002). O aumento do nível do mar, as alterações nos padrões climáticos regionais e o aumento das populações, e consequentemente da infraestrutura, na zona costeira resultam em um risco perceptível, considerável e crescente de erosão na costa (CALLAGHAN et al., 2009; ANDERSON et al., 2015). Wamsley et al. (2015) afirmam que as áreas costeiras atuais estão comprometidas por erosão e danos por ação de ondas de tempestade, vento e ondas. O Projeto de Gestão Integrada da Orla Marítima (Projeto Orla) estabelece limites para a segurança da orla quando o litoral é arenoso (MUEHE, 2001): se for urbanizado, 50m a partir do limite da praia ou da base do reverso da duna frontal quando presente; se não for urbanizado, 200m a partir do limite da praia ou da base do reverso da duna frontal quando presente. 28 3.2 OBTENÇÃO DOS DADOS 3.2.1 Maré Segundo Stoker (1992), a maré é definida como a subida e descida periódica da água resultantes de interações gravitacionais entre o Sol, Lua e Terra. Figura 5 – Esquema metodológico da maré. A figura 5 mostra o esquema metodológico da maré na qual o nível médio do mar (NMM) empregado foi da tábua de maré do Terminal da Ponta de Ubu (CHM, 2020a) para a confecção dos perfis de praia e posteriormente foi utilizado a carta náutica na Proximidades da Ponta de Ubu (CHM, 2020b) para realizar o recorte destes perfis utilizando o nível médio das premares de sizígia (NMPS) (figura 5). Este recorte é representado pela diferença, em módulo, entre NMPS e NMM. Por exemplo (ano de 2019): o NNM foi 0,82m (no gráfico equivale ao 0) e a NMPS foi 1,5m → recorte = |1,5m – 0,82m| = 0,68m (será o novo zero do gráfico). Conhecer o nível influenciado pelas marés e qualquer maré de tempestade sobreposta é importante para verificar a ocorrência e gravidade da erosão costeira, pois níveis elevados de água podem resultar em inundações de áreas costeiras de baixa altitude e deslocar a zona de arrebentação para terra, de modo que as ondas atacam diretamente as propriedades costeiras (KOMAR, 2018). Neste caso quando há antropização do subambiente das dunas frontais. 3.2.2 Perfil de praia Perfil de praia, por definição, conforme Muehe (2020), é um perfil topográfico transversal à praia que é utilizado para descrever a configuração morfológica e as diferentes feições morfológicas, o volume de sedimentos, o estágio 29 3 Na terminologia brasileira, nearshore refere-se a zona de arrebentação e surfe (MUEHE, 2019). Ver figura 3. morfodinâmico, monitorar a evolução e resposta a tempestades ou mudança do nível do mar; e avaliar o estado em termos de equilíbrio ou desequilíbrio sedimentar, se incluir a antepraia (shoreface). A realização do perfil praial foi feita durante a maré baixa em praias que apresentam dunas frontais. Os perfis de praia foram disponibilizados pelo Laboratório de Geomorfologia e Sedimentologia Costeira da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) do Campus de Goiabeiras. As campanhas 02/2018, 07/2018, 09/2018 e 11/2021 (somente P1 e P2) foram utilizados o equipamento nível topográfico (ou nível óptico); e as campanhas 11/2018, 02/2019, 05/2019 e 09/2021 (somente P3 e P4) foram usados o equipamento posicionamento cinemático em tempo real (RTK) (figura 6). O nível topográfico é um instrumento que consiste na determinação do desnível entre dois pontos a partir da leitura em miras (LAURO et al., 2018). Já o RTK permite determinar a posição acurada em tempo real através de dois receptores coletando dados continuamente, sendo um dos receptores chamado de estação de referência (base) que fica posicionado sobre um ponto de coordenadas conhecidas e o outro receptor (receptor móvel), localizado nas proximidades, coleta dados nos pontos de interesse para determinação da posição em tempo real (BARBOSA et al., 2010). Muehe et al. (2020) comparam o emprego destes dois equipamentos utilizados e os resultados obtidos indicam não haver diferenças significativas, independente de qual dos equipamentos for empregado. O levantamento foi realizado da retropraia, que inclui a duna frontal, até a nearshore3 (neste estudo chamou-se de submerso), exceto na campanha de 11/2021. Os pontos de nivelamento estavam pré-definidos dos campos anteriores (tendo início em um marco georreferenciado) e sempre partindo de uma mesma cota, evitando os erros em razão da posição da maré. Nestes levamentos os dados obtidos foram elevação e distância em determinada paradas ao longo do perfil transversal, ambos na unidade de metro. 30 Figura 6 – Equipamentos para realizar o perfil de praia, da esquerda para a direita: nível topográfico, RTK, balizas de Emery, Estação Total. Foram utilizados em campo somente o nível topográfico e RTK. Fonte: Muehe et al. (2020). O datum vertical para cada perfil foi ajustado ao nível do mar na posição do refluxo da onda e em seguida corrigido para o nível médio previsto para o Terminal da Ponta de Ubu, em Anchieta, situado nas proximidades da área de levantamento, usando o método proposto por Muehe (2003). A localização dos quatro perfis de praia (P1, P2, P3 e P4) das campanhas para o levantamento topográfico pode ser vista na figura 7. 31 Figura 7 – Localização dos perfis de praia (P1, P2, P3 e P4). Os dados levantados do perfil de praia foram analisados usando o software MATLAB and Simulink Student Suite, versão 9.9.0.1538559 (R2020b) Update 3 e licença 40983841, através do gráfico elevação (m) versus distância (m). As plotagens dos perfis de praia das campanhas foram feitas à NMM. 3.2.3 Ondas As campanhas de medições de ondas são realizadas por curtos períodos (ROMEU et al., 2012), por este motivo os dados sobre regime de ondas são bem escassos. Por isto, optou-se a utilizar os dados do modelo de reanálise ERA5 (5ª geração de reanálises atmosféricas do Centro Europeu - European Centre for Medium-Range Weather Forecasts - ECMWF) (HERSBACH et al., 2020), os quais foram validados utilizando os dados da boia PNBOIA (Programa Nacional de Boias) de Vitória. As variáveis usadas do acervo de dados do ERA5 foram o período de pico da onda (pp1d), a altura significativa de onda combinada com ondas de ventos e swell (swh) e a direção média da onda (mwd) entre 01 de janeiro de 1979 a 31 32 de dezembro de 2020. Por estarem em águas profundas, estes dados apresentam resolução horizontal de 0,5° x 0,5° para a reanálise e 1° para os produtos de conjunto (por exemplo: média); e 1 hora em resolução temporal (HERSBACH & DEE, 2016). Estas variáveis foram obtidas ao acessar o link https://cds.climate.copernicus.eu/cdsapp#!/dataset/reanalysis-era5-single- levels?tab=form (DOI: 10.24381/cds.adbb2d47), onde um script é gerado de acordo com os itens selecionados (tipo de produto: reanálise; variáveis: pp1d, swh e mwd; ano: todos selecionados; mês: todos selecionados; dia: todos selecionados; tempo em UTC: todos selecionados; área geográfica: extração da sub-região no oceano; e formato: NetCDF). Posteriormente, este script foi usado no Spyder 4.2.1 para o download destas variáveis. O ponto escolhido para download dos dados do ERA5 foi oceânico (plataforma continental) e está próximo aos municípios de Marataízes e Presidente Kennedy, cuja coordenadas em graus decimais no sistema de coordenadas geográficas WGS 84 (World Geodetic System 1984) são latitude = -21,23 e longitude = -40,27 (figura 8). Os dados do ERA5 foram validados com medições feitas com a boia PNBOIA de Vitória, também em águas profundas, de localização em graus decimais no sistema de coordenadas geográficas WGS 84: latitude= -19,93 e longitude= - 39,7 (figura 8) que está disponível em https://www.marinha.mil.br/chm/dados-do- goos-brasil/pnboia-mapa. As variáveis usadas na boia foram o período de pico da onda (dpd), a altura significativa de onda (wvht) e a direção média da onda (mwd). O período de operação desta boia foi entre 13/10/2015 à 23/07/2017. O tratamento dos dados do PNBOIA foi usado o software Spyder 4.2.1 com Python 3.8.5 para remoção dos valores -9999 (erro do equipamento). https://cds.climate.copernicus.eu/cdsapp#!/dataset/reanalysis-era5-single-levels?tab=form https://cds.climate.copernicus.eu/cdsapp#!/dataset/reanalysis-era5-single-levels?tab=form https://www.marinha.mil.br/chm/dados-do-goos-brasil/pnboia-mapa https://www.marinha.mil.br/chm/dados-do-goos-brasil/pnboia-mapa 33 Figura 8 – Localização da boia PNBOIA Vitória, do ERA5 e do fundeio do ADCP. Dados de ondas medidos através do ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) de 11/08/2021 a 16/09/2021 foram disponibilizados pelo Laboratório de Geomorfologia e Sedimentologia Costeira. O equipamento foi fundeado na localização em graus decimais no sistema de coordenadas geográficas WGS 84: latitude= -21,10 e longitude= -40,78 (figura 8). As variáveis utilizadas foram altura significativa de onda (𝐻𝑆), período de pico (𝑇𝑃) e direção média. Dados do ERA5 foram novamente baixados com o mesmo período do ADCP, com coordenadas offshore (a mesma do ERA5 da figura 8) e também com as mesmas coordenadas do ADCP fundeado (figura 8). 34 3.2.4 Sedimentos O Laboratório de Geomorfologia e Sedimentologia Costeira disponibilizou um banco de dados de granulometria das areias (sedimentos coletados na berma, na face da praia e no submerso) ao longo do litoral sul do Espírito Santo, concomitantemente ao levantamento dos perfis de praia. Somente na campanha 11/2021 foram realizadas coletas de sedimentos sobre a crista da duna frontal em P1, P2 e P4. Em laboratório, as amostras de sedimentos dunares (recipientes identificados com data e local da coleta) foram lavadas e secas em estufa, e peneiradas em um conjunto de peneiras [Método da Peneiração conforme Dias (2004)]. Posteriormente, o sedimento retido em cada peneira foi pesado e anotado na planilha fornecido pelo laboratório. As planilhas, tanto do banco de dados de granulometria das areias quanto dos sedimentos das dunas frontais, foram analisadas no software GRADISTAT versão 8.0.. Este programa pode ser baixado gratuitamente pelo sítio eletrônico http://www.kpal.co.uk/gradistat.html (BLOTT & PYE, 2001). Figura 9 – Esquema metodológico dos sedimentos. O GRADISTAT forneceu os parâmetros estatísticos da granulometria após o processamento das amostras sedimentares (figura 9): média (diâmetro médio), mediana (diâmetro mediano ou 𝐷50), grau de seleção (desvio padrão), assimetria e as porcentagens de cascalho, areia e lama. As medidas de tendência central (média e mediana) foram usados a tabela de classificação granulométrica de Udden-Wentworth (anexo B) e as medidas de dispersão (grau de seleção e assimetria) foi usado método de Folk & Ward (1957) expressos na escala logarítmica (baseada em uma distribuição log-normal, em que os tamanhos dos grãos são expressos em fi) (anexo C). As definições destas medidas podem ser vistas no anexo A. http://www.kpal.co.uk/gradistat.html 35 O aplicativo também forneceu o 90° percentil (𝐷90). Este e o 𝐷50 são obtidos a partir das curvas de distribuição granulométrica e representa o diâmetro das partículas, em que o índice indica o percentual da amostra com diâmetro de partícula menor ou igual ao valor encontrado para determinado diâmetro característico. Por exemplo, 𝐷50 igual a 0,19mm significa que 50% da amostra tem diâmetro menor ou igual a 0,19mm. 3.2.5 Vegetação Figura 10 – Esquema metodológico da vegetação. A figura 10 traz o esquema metodológico desta secção. A vegetação não identificável para a restinga foi baseada na busca de espécies vegetais deste ecossistema através dos estudos de Pereira & Assis (2000) e Braz et al. (2013). Depois disto, foram escolhidos valores para as seguintes características: • altura (𝑎ℎ): 0,1m e 1,2m; e • diâmetro da haste (𝑏𝑣): 0,001m e 0,01m. A densidade da cobertura vegetal (𝑁𝑣) foi escolhida de modo eventual: 10 unidades/m2 (pouca vegetação) e 120 unidades/m2 (muita vegetação). 36 Além disto, foi considerada o segmento do perfil coberto por vegetação da crista da duna frontal (ou da retropraia, quando houver) até base na duna frontal. Este segmento é calculado através do perfil de praia, desde que se conheça o início e o final da vegetação (marcado durante a realização das campanhas). O coeficiente de arrasto (𝐶𝑑) da vegetação, número adimensional que define como se dará o atrito entre a vegetação e o ar, varia entre 0,0 a 1,5 (LIU & ZENG., 2016; NEPF ,1999), excepcionalmente podendo chegar até 3,0 (LIU & ZENG, 2016). Os valores de 𝐶𝑑 definidos foram 0,5, 1,5, 2,5, e 3,0. Na campanha de 11/2021, em campo, foram feitas as seguintes medições na crista da duna para comparação com a simulação: altura da vegetação, diâmetro da haste e densidade da vegetação (unidade/m2). Os dois primeiros foram utilizados uma fita métrica para as medições e o último pelo método dos quadrats (em um quadrado de 1m por 1m foram contados a quantidade de plantas existente nele). 3.3 TRATAMENTO E INTERPRETAÇÃO DOS DADOS 3.3.1 Morfologia Figura 11 – Esquema metodológico da morfologia. 37 Através do gráfico elevação (m) versus distância (m) obtido no perfil de praia foi possível estimar do sistema praia-duna frontal as feições morfológicas da duna (base e a crista da duna), além de calcular o parâmetro morfológico da praia (inclinação ou slope da face da praia) (figura 11). Também foram calculados no MATLAB, tanto da praia como das dunas frontais (com NMM e NMPS), os parâmetros morfométricos (volume, largura e altura) conforme de Almeida et al. (2019) (figura 11). Em perfis topográficos bidimensionais que apresentam apenas dados de altimetria e distância, o volume é obtido adicionando como medida da terceira dimensão, 1 metro para a unidade ficar m3/m (OLIVEIRA FILHO & FERNANDEZ, 2017). Os volumes foram calculados como a área sob cada curva de perfil obtidos pela delimitação do polígono usando primeiramente a função polyshape e em seguida a função area. Segundo de Almeida et al. (2019), os limites para os cálculos (figura 12) são: • Volume da duna (VolDuna): área numericamente integrada entre o perfil da duna frontal e a linha horizontal do nível da base da duna frontal [m3/m]; • Largura da duna: distância horizontal entre a base e a crista da duna frontal [m]; • Altura da duna: distância vertical entre a base e a crista da duna frontal [m]; • Volume da praia (VolPraia): área numericamente integrada entre o perfil da praia e a linha horizontal do NMPS [m3/m]. Também foi feito considerando a linha horizontal do NMM; • Largura da praia: distância horizontal entre NMPS e a base da duna frontal [m]. Também foi feito considerando a linha horizontal do NMM; • Altura da praia: distância vertical entre NMPS e a base da duna frontal [m]. Também foi feito considerando o NMM; e • Volume de reserva (VolReserva): área que inclui, horizontalmente, a largura da duna e, verticalmente, a altura da praia, pertencendo nem para a duna frontal nem para a praia subaérea [m3/m]. Neste estudo, o meio da crista da duna frontal foi escolhido como o ponto referencial para os cálculos dos parâmetros morfométricos. 38 Figura 12 – Esquema de um perfil praial transversal mostrando os parâmetros morfométricos da praia e duna frontal. Fonte: Adaptado de de Almeida et al. (2019). 3.3.2 Clima de ondas e definição de tempestade Para o estudo do clima de ondas da área de estudo foram empregadas as variáveis período de pico (𝑇𝑃), a altura significativa (𝐻𝑆) e a direção média da onda para ser confeccionado um gráfico circular onde são apresentadas as diferentes direções (norte, sul, leste, oeste, nordeste, sudeste, sudoeste, noroeste, etc...) de 𝐻𝑆 e 𝑇𝑃, ambas variáveis, em função da direção (figura 13). Para a construção de clima de ondas foram consideradas as coordenadas em graus conforme Laidler et al. (2009), onde o Norte (N) está compreendido no intervalo 348,75º a 11,25º; o Leste (E), 78,75º a 101,25º; o Sul (S), 168,75º a 191,25º; e o Oeste (W), 258,75º a 281, 25º. 39 Figura 13 – Esquema metodológico do clima de ondas. Para encontrar a altura de onda considerada típica de tempestade foi considerado 𝐻𝑠 > 𝐻𝑠 ̅̅ ̅, em que 𝐻𝑠 ̅̅ ̅ = 1,5 m (MENDOZA & JIMÉNEZ, 2004; DISSANAYAKE et al., 2021). Em seguida, foi adotado para a onda de tempestade do tipo 1 𝐻𝑠 > 2 𝐻𝑠 ̅̅ ̅ (JIMÉNEZ et al., 1997) e, por fim, para onda de tempestade do tipo 2 𝐻𝑠 > 1,5 𝐻𝑠 ̅̅ ̅, onde 𝐻𝑠 ̅̅ ̅ é a média de 𝐻𝑠 (ROBIN et al., 2014; FONTÁN-BOUZAS et al., 2019). O mesmo procedimento foi realizado para o período de onda considerado típico de tempestade. Segundo os autores Mendoza & Jiménez (2004) e Dissanayake et al. (2021), a duração do evento para ser classificado como tempestade tem que ser maior ou igual a 6 horas. Neste estudo foi definido que a duração do evento seria de 12h. Conforme Mendoza & Jiménez (2006), as tempestades com um espaço de tempo menor do que a definida não causa erosão em uma praia, salvo se as outras condições forem intensas. 40 3.3.3 Aplicação da Escala de Impacto de Sallenger Figura 14 – Esquema metodológico para aplicação da Escala de Impacto de Sallenger. O esquema metodológico para a aplicação da Escala de Impacto de Sallenger encontra-se na figura 14. O runup (representado por 𝑅), figura 15, é composto pelo empilhamento de ondas (setup) e das flutuações sobre o nível de setup (swash – espraiamento da onda) (GUZA e THORNTON, 1982). O Runup 2% (𝑅2%) é o nível em relação ao nível de água parado ou ao nível do mar de água parada que é excedida por 2% das ondas incidentes (DE WAAL & VAN DER MEER, 1993). Didier et al. (2020) propõem o R2% (Eq. 1): R2 = 0,117(H0L0) 1 2 (Eq. 1) 41 Sendo: 𝑅2 é o runup 2%; 𝐻0 é a altura da onda; e 𝐿0 é o comprimento de onda dado por 𝐿0 = 𝑔𝑇2 2𝜋 onde 𝑔 = 9,80 m/s2 (HALLIDAY et al., 2021; YOUNG & FREEDMAN, 2019) é aceleração da gravidade (valor aproximado perto de superfície da Terra) e 𝑇 é o período de onda. Variáveis com subscrito 0 indicam que os dados são de águas profundas. Figura 15 – Os componentes do nível da água que contribuem para as inundações costeiras com destaque para a onda runup (wave runup). Fonte: Vitousek et al. (2017). Depois de ter determinado o runup 2%, conforme o proposto por Didier et al. (2020), ele é aplicado às equações da Escala de Impacto de Sallenger (ver esquema metodológico da figura 14) para encontrar 𝑅ℎ𝑖𝑔ℎ e depois 𝑅𝑙𝑜𝑤 para classificar o regime de impacto (tabela 1) juntamente com 𝐷ℎ𝑖𝑔ℎ e 𝐷𝑙𝑜𝑤. 42 Tabela 1 – Regime de impacto de acordo com a condição de ocorrência, onde 𝑅𝑙𝑜𝑤 (elevação mínimo do nível da água), 𝑅ℎ𝑖𝑔ℎ (elevação máxima do nível da água), 𝐷𝑙𝑜𝑤 (base da duna) e 𝐷ℎ𝑖𝑔ℎ (topo da duna). Fonte: Sallenger (2000). Regime de impacto Condição de ocorrência Espraiamento (nível 1) 𝑅ℎ𝑖𝑔ℎ < 𝐷𝑙𝑜𝑤 Colisão (nível 2) 𝑅ℎ𝑖𝑔ℎ > 𝐷𝑙𝑜𝑤, 𝑅𝑙𝑜𝑤 < 𝐷𝑙𝑜𝑤 Transposição (nível 3) 𝑅ℎ𝑖𝑔ℎ > 𝐷ℎ𝑖𝑔ℎ, 𝑅𝑙𝑜𝑤 < 𝐷ℎ𝑖𝑔ℎ Inundação (nível 4) 𝑅𝑙𝑜𝑤 > 𝐷ℎ𝑖𝑔ℎ O Rlow e Rhigh podem ser obtidas, respectivamente, por Eq. 2 e Eq. 3: 𝑅𝑙𝑜𝑤 = 𝑅ℎ𝑖𝑔ℎ − 𝑆2% (Eq. 2) 𝑅ℎ𝑖𝑔ℎ = 𝑅2% + 𝜂 𝑁𝑀𝑃𝑆 ou 𝑅ℎ𝑖𝑔ℎ = 𝑅2% + 𝜂 𝑁𝑀𝑀 (Eq. 3) Sendo: 𝜂 𝑁𝑀𝑃𝑆 é o nível médio das premares de sizígia, se estiver usando NMPS ou 𝜂𝑁𝑁𝑀 é o nível médio do mar, se estiver usando NMM; 𝑆2% é o swash 2% dado por 𝑆2% = 𝐻0(0,85𝜉0 + 0,06) (HOLMAN,1986) onde 𝐻0 é a altura de onda e 𝜉0 é o número de Iribarren (parâmetro adimensional) dado por 𝜉 = 𝑡𝑎𝑛 (𝛽) (𝐻 𝐿0 ⁄ ) 1 2⁄ (IRIBARREN & NOGALES, 1949; BATTJES, 1974), onde 𝜉 é o número de Iribarren, 𝛽 é o ângulo da inclinação da praia, 𝐻 é a altura de onda e 𝐿0 é o comprimento de onda. Variáveis com subscrito 0 indicam que os dados são de águas profundas. No cálculo do runup foram empregadas as variáveis 𝐻𝑠 e 𝑇𝑝 para cada data da campanha (perfil de praia) através do banco de dados do ERA5 do período entre 01 de janeiro de 1979 a 31 de dezembro de 2020. Através disto, foi possível fazer a classificação do regime de impacto de acordo com a Escala de Sallenger tanto para o NMM quanto para o NMPS. Além disto, valores de 𝐻𝑠 e 𝑇𝑝 para ondas de tempestades (com base no banco de dados do ERA5 de 01/011979 a 31/12/2020 e da PNBOIA de Vitória) também foram utilizadas para conhecer qual regime de impacto para os quatro perfis da 43 campanha de 05/2019 variando estas duas variáveis. Através destes resultados, foram vistos quais conjuntos destas variáveis que se encaixam com os dados obtidos do ADCP. 3.3.4 Execução do XBeach Inicialmente, foi realizado o download do Matlab Toolbox (arquivo compactado) no site https://oss.deltares.nl/web/xbeach/tools. Após de descompactar o arquivo, a pasta do Matlab Toolbox contém arquivos que podem ser abertos no software MATLAB. Primeiramente, para o funcionamento correto, foi realizado o modelo de configuração. Em seguida foi realizada a geração do modelo com xb_generate_model (extensão do MATLAB) com a adição de argumentos (maré; perfil de praia; ondas; sedimentos; vegetação; e params.txt: arquivo com as configurações do modelo e é obrigatório ao executar o XBeach) (figura 16). Após da execução do modelo, ao término de cada simulação foram gerados quatro arquivos. Um arquivo que apresentou os resultados obtidos na simulação que será lido posteriormente (xboutput.nc); outro arquivo com o registo dos dados utilizados e onde se representam os valores dos parâmetros utilizados e os processos físicos considerados (XBlog.txt); um arquivo com recomendações dos autores do modelo quando são inseridos dados fora dos intervalos recomendados (XBwarning.txt); e por fim, um arquivo com os erros (XBerror.txt), caso existissem (figura 16) (HELENO, 2017). Neste último caso, a simulação seria interrompida de imediato. Em seguida, a visualização e análise dos resultados foi realizada através de perfis no MATLAB. A visualização dos resultados também pode ser vista, em animação, no Delft3D 4.04.02 através do arquivo xboutput.nc que foi gerado no MATLAB. 44 Figura 16 – Esquema do funcionamento do modelo XBeach. Fonte: adaptado de Heleno (2017). 45 Figura 17 – Esquema metodológico da execução do XBeach. Para as simulações foram usados (figura 17): perfis de praia referente a campanha de 05/2019; NMPS; diâmetro mediano (𝐷50) e 90° percentil (𝐷90) que foram obtidos do cálculo da média aritmética dos sedimentos da berma, da face da praia e do submerso para cada percentil cumulativo (apêndice G) relativo a campanha de 05/2019; após a análise do clima de ondas foram adotadas 𝐻𝑠 de 1,5m e 3,8m, e 𝑇𝑝 de 9s e 21,5s; vegetação não identificada; segmento do perfil medido coberto por vegetação da campanha de 05/2019; 𝐶𝑑 com valores de 0,5, 1,5, 2,5, e 3,0; massa especifica da água do mar = 𝜌água do mar = 1025 kg m3 (SALAMEH & EL ‐NASER, 2000); sedtrans (transporte de sedimento) = 1; e morphology (morfologia) = 1. Estes dois últimos, foram ativados através da 46 atribuição de valores (1 para ativado e 0 para desativado) nas variáveis de mesmos nomes do arquivo params.txt. As simulações foram feitas para quatro cenários (tabela 2) com variadas condições de clima de ondas e de vegetação no período de 12 horas. Tabela 2 – Cenários simulados para cada perfil de praia com as combinações de 𝐻𝑠, 𝑇𝑝 e da vegetação não identificada (𝑎ℎ, 𝑏𝑣, 𝑁𝑣 e 𝐶𝑑), mantendo constante as variáveis: 𝐷50, 𝐷90, NMPS, 𝜌á𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑜 𝑚𝑎𝑟 , sedtrans e morphology. Cenários Variáveis 𝑯𝒔 (m) 𝑻𝒑 (s) 𝒂𝒉 (m) 𝒃𝒗 (m) 𝑵𝒗 (unidades/m2) 𝑪𝒅 Constante PS1 1,5 9 0,1 0,001 10 0,5 1,5 2,5 3 D50 D90 NMPS 𝜌água do mar sedtrans morphology PS2 1,5 21,5 1,2 0,01 120 PS3 3,8 9 0,1 0,001 10 PS4 3,8 21,5 1,2 0,01 120 Vegetação não identificada: altura (𝑎ℎ), diâmetro da haste (𝑏𝑣), densidade da cobertura vegetal (𝑁𝑣) e coeficiente de arrasto (𝐶𝑑). Por fim, no presente estudo é realizada a análise e interpretação dos dados para determinação da atuação das dunas frontais na proteção em condições de tempestades e discutido a susceptibilidade erosiva e inundacional da área de estudo. 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1 MOBILIDADE DO SISTEMA PRAIA-DUNAS 4.1.1 Mobilidade de curta duração do sistema praia-dunas A previsão climática para os cinco dias que antecederam as campanhas de coleta de dados (apêndice A) indicou que as condições climáticas eram na maior parte sem chuva, exceto na campanha 11/2021 em que houve uma precipitação entre 34-38mm. Presidente Kennedy apresentou altura de onda de até 0,7m com 47 períodos de 4-16s para a região costeira e até 1,9 m com períodos de 4-12s para a área oceânica. Já Marataízes desenvolveu uma altura de onda de até 0,8m com períodos de 5-16s para a região costeira e até 1,7 m com períodos de 4-12s para a área oceânica. Ambos municípios apresentaram direção da onda de NE- S. A velocidade do vento em Presidente Kennedy variou de 4-41 km/h e Marataízes de 4-31 km/h próximo ao litoral, mas em offshore esta velocidade variou de 4-31 km/h nos dois. A direção dos ventos foi bem diversificada (todas as direções) tanto para Presidente Kennedy quanto para Marataízes, visto que tem influências das brisas marinhas e terrestres. O P1 está localizado na Praia das Neves no município de Presidente Kennedy- ES (figura 18). Através de imagem do Google Earth de fevereiro de 2022 é possível notar que próximo às dunas frontais, à retaguarda, há uma área de campo com pouca vegetação ao sul e uma outra área de vegetação mais densa ao norte. A variação morfológica deste perfil é notável depois da campanha 02/2018 e antes da 05/2019, quando o perfil apresentou uma acreção na crista da duna. Também é possível observar que na base da duna ocorreu um maior acúmulo de sedimento na campanha de 07/2018 e um menor acúmulo na campanha de 09/2018. Além disto, a praia teve uma acumulação maior na campanha de 02/19 e menor na campanha de 07/2018. Ainda em P1, na campanha de 11/2021 o perfil de praia foi realizado até metade da crista desta duna frontal devido a limitação do pessoal em descer a escarpa, contudo foi possível verificar o amplo recuo. Segundo Folli (2021), os ventos intensos, conforme foram vistos cinco dias antes da campanha de 11/2021, podem favorecer o aporte de sedimento até a duna frontal, porém como choveu isto não é possível. Uma vez que o vento tem que ter muito mais competência para transportar a areia úmida (e.g. FOLLI, 2021). Estes ventos também são responsáveis pela formação de ondas mais energéticas e com um poder erosivo que removem o sedimento na base da duna frontal. Essa retirada de sedimento, em praias associadas a dunas frontais, através do espraiamento da onda que alcança a base da duna frontal tendendo a provocar o recuo da mesma. O sedimento depositado no sopé é transportado transversalmente e 48 longitudinalmente pela ação das ondas (e consequentemente das correntes) e do vento, se estas forçantes forem intensas. Sentido norte encontra-se o P2 que está situado na Praia Marobá no município de Marataízes-ES (figura 19). Pela imagem do Google Earth de fevereiro de 2022, as dunas frontais estão próximas a uma urbanização menos densa e desta forma, mais espaçada; e ao sul do perfil, há uma urbanização mais densa. No que se refere à mudança morfológica, entre as campanhas de 02/2018 a 05/2019, observa-se que ocorreu uma erosão desde do ponto mais alto na crista até a base na duna a partir da campanha 07/2018. Na praia houve a inversão, sendo que a erosão ocorreu em 02/2018 e acreção entre as campanhas 07/2018 a 05/2019. Na campanha de 11/2021 houve a erosão no topo da duna e ficou evidente a presença de uma pequena escarpa, indicando que sob condições antecedentes, a duna escarpou completamente, associada ao processo erosivo, seguido pela deposição da berma. De acordo com Folli (2021), os ventos fortes, conforme foram vistos cinco dias antes da campanha 11/2021, são responsáveis pela formação de ondas bem energéticas e a interação vento-ondas ocasiona essa erosão. Também no município de Marataízes encontra-se o P3 que está estabelecido ao Praia do Siri (figura 20). De acordo com a imagem do Google Earth de fevereiro de 2022, as dunas frontais são ladeadas por uma urbanização menos densa e espalhada na redondeza. Entre as campanhas de 02/2018 a 05/2019 aconteceu uma leve variação morfológica, pois ora a duna era erodida e ora a duna tinha acreção. Este mesmo raciocínio é válido para a praia. Porém, na campanha 09/2021 ocorreu uma acreção da duna. Este incremento de sedimento é devido as precipitações dos meses anteriores ou pode ser um mês atípico de chuvas (setembro é um mês seco), visto que a chuva proporciona o crescimento da vegetação que promove o acúmulo de sedimento levado pelo vento (FOLLI, 2021). Por fim, ainda no município de Marataízes tem-se o P4 na Praia de Lagoa Dantas que está posicionado ao sul da Praia Central (figura 21). Conforme a imagem do Google Earth de fevereiro de 2022, este perfil está entre dois núcleos de uma urbanização, sendo que ao sul é menos densa e ao norte mais densa. E atrás 49 das dunas frontais tem uma vegetação mais densa. Acerca da variação da morfologia do perfil entre as campanhas de 02/2018 a 05/2019 aconteceu erosão e acreção de forma fraca na duna frontal. Neste intervalo das campanhas a maior quantidade de sedimentos na praia foram em 07/2018 e 09/2018 e uma menor quantidade em 02/2018. Porém, na campanha de 09/2021 o perfil teve uma forte erosão e não houve a formação de escarpa. Isto indica que a interação das ondas e dos ventos estava muito intenso. Logo, a presença de dunas escarpadas ou rompidas; e escarpas íngreme e depósitos de tálus (sedimentos na base da duna ou no sopé da duna) são indicativos de erosão (BUSH et al., 1999). Já a existência de dunas e cristas de praia bem vegetadas; e escarpa vegetada com rampa estável são sinais de acreção (BUSH et al., 1999). Comparando os quatros perfis de praia da última campanha (11/2021 para P1 e P2; e 09/2021 para P3 e P4) podem deduzir que a erosão ocorre em P1, P2 e P4; e a acreção em P3. 50 Figura 18 – P1: imagem do Google Earth a esquerda de fevereiro de 2022 e os perfis topográficos das campanhas realizadas entre 2018 a 2221 a NMM a direita. 51 Figura 19 – P2: imagem do Google Earth a esquerda de fevereiro de 2022 e os perfis topográficos das campanhas realizadas entre 2018 a 2221 a NMM a direita. 52 Figura 20 – P3: imagem do Google Earth a esquerda de fevereiro de 2022 e os perfis topográficos das campanhas realizadas entre 2018 a 2221 a NMM a direita. 53 Figura 21 – P4: imagem do Google Earth a esquerda de fevereiro de 2022 e os perfis topográficos das campanhas realizadas entre 2018 a 2221 a NMM a direita. 54 Estas mudanças no perfil de praia estão ligadas aos eventos de tempestades costeiras que podem causar erosão rápida e significativa da praia e dunas subaéreas ao longo de grandes trechos de costa arenosa (CASTELLE et al., 2015; MASSELINK et al., 2016). Conforme Ciavola & Coco (2017), os impactos de diferentes eventos de tempestade podem estar ligados às variações nas características e gênese de uma determinada tempestade, tal como: altura de onda, direção, velocidade do vento, pressão atmosférica e duração. Esta variação nos impactos gera diferentes graus de erosão. A erosão resultante destas tempestades costeiras pode causar danos às propriedades e infraestrutura à beira-mar, risco à segurança pública e perturbação aos ambientes e amenidades da praia (BEUZEN et al., 2019), em ambiente antropizado. Conforme apresentado por Masselink et al. (2016), algumas áreas de “hotspot” podem sofrer erosão severa de praias e/ou dunas, enquanto áreas adjacentes podem parecer não afetadas. As figuras 22 e 23 trazem os parâmetros morfométricos utilizando o NMM e NMPS, respectivamente, dos perfis de praia medidos. De NMM para NMPS nota- se que ficaram constantes no geral os parâmetros relacionados com a duna frontal (volume, largura e altura). Enquanto que os parâmetros referentes à praia (volume, largura e altura) e ao volume reserva ocorreram uma redução nesta incrementação devido ao recorte. Estas variáveis dos parâmetros morfométricos apresentaram o coeficiente (CV) de variação bem diversificado por ser um ambiente bem dinâmico (apêndices B e C). 55 Figura 22 – Parâmetros morfométricos utilizando o NMM dos perfis de praia medidos. (continua) 56 Figura 22 – Parâmetros morfométricos utilizando o NMM dos perfis de praia medidos. (conclusão) 57 Figura 23 – Parâmetros morfométricos utilizando o NMPS dos perfis de praia medidos. (continua) 58 Figura 23 – Parâmetros morfométricos utilizando o NMPS dos perfis de praia medidos. (conclusão) 59 O P1 e o P3 apresentam as maiores alturas e os maiores volume para a duna frontal. As maiores alturas das destas dunas evitam a ocorrência de transposição (nível 3 da Escala de Sallenger) e os maiores volumes delas diminuem o recuo da linha de costa (figuras 22 e 23; apêndices B e C). Uma redução na largura da praia e no volume da praia que ocorreram em P1 e P4, conforme Quartel et al. (2008), gera erosão da costa. A praia tem oscilações por ser um ambiente dinâmico ora tem processo de erosão ora de acreção (figuras 22 e 23; apêndices B e C). As dunas frontais são largas em P3 devido ao processo de acreção; e a maior altura da praia é observado em P2 e P3 em que o espraiamento tem que ser forte para chegar até a base da duna frontal (figuras 22 e 23; apêndices B e C). Com o aumento do nível médio do mar a praia também aumenta a altura e o ataque das ondas continua a se concentrar na base da duna frontal (nível 2 na Escala de Sallenger = colisão). De outro modo, as dunas frontais, poderão, ou não, ter um aumento altura por ação de transporte através do vento. Mas podem também ter o corte eólico (blow out) e provocar a transposição localizada. Por fim, as dunas frontais fornecem sedimentos para as praias durante as tempestades e acumula sedimentos novamente em condições de ondas de bom tempo. Logo, o volume reserva que não pertence nem a duna frontal nem a praia e ele é usado quando há falta sedimento entre este sistema praia-duna. Em P3 é o que possui maior valor em reserva (figuras 22 e 23; apêndices B e C). Portanto, há uma acreção em P3 e erosão nos outros perfis (P1, P2 e P4) conforme mostram as figuras 18 a 21 em perfis topográficos. Além disto, pelos perfis da campanha de 09/2021, observa-se que o sedimento erodido em P4 está sendo depositado para P3. Esta última afirmação também é confirmada por Bulhões (2020), pois em Marataízes houve uma intervenção de alimentação artificial na Praia Central que resolveu localmente o problema da erosão costeira, mas transportou-a para áreas imediatamente ao sul. A tabela 3 refere-se ao sedimento coletado na praia (berma, face da praia e submerso) na qual as porcentagens indicam que são constituídos predominante 60 de areia, sendo que a mediana e o diâmetro médio apontam que na berma e face da praia apresentaram areia média, exceto no P3 que apareceu areia grossa. Já o submerso apresentou areia fina através da mediana e do diâmetro médio. O grau de seleção variou entre moderadamente bem selecionado e moderadamente selecionado. A assimetria foi de simétrica à assimétrica no sentido dos grossos (negativo). Por fim, o 𝐷90 indica que 90% da amostra da berma e da face da praia tem diâmetro menor ou igual a 2,73𝜑 e 90% da amostra do submerso 3,50𝜑. Já o sedimento coletado na crista da duna (tabela 4), nos perfis P1 e P2 é constituindo de 100% areia enquanto que P4 possui 99,8% de areia e 0,2% de cascalho. Em todos os perfis de praia, o tamanho médio e a mediana das partículas foi de areia média. Já o grau de seleção foi bem selecionado para P1 e P2, e moderadamente bem selecionado em P4. Em relação à assimetria, P2 e P4 tem forma aproximadamente simétrica e P1 tem assimétrica no sentido dos grossos (negativo). O 𝐷90 indica que 90% da amostra P1 tem diâmetro menor ou igual a 2,12𝜑; e 90% de P2 e P4 tem diâmetro menor ou igual a 1,91𝜑 e 1,98𝜑, nesta ordem. Esperava-se encontrar sedimentos mais finos sobre a crista da duna frontal, pois o vento transporta-os deixando os grãos mais grossos para trás. Sedimentos como cascalho dar indícios que seja uma duna frontal relíquia, ou seja, que ela não seja atual. 61 Tabela 3 – Estatística de amostra do sedimento da berma, da face da praia e do submerso. Perfil Localização no perfil % cascalho % areia % lama D90 (φ) Mediana (φ) Diâmetro médio (φ) Grau de seleção (φ) Assimetria (φ) P1 BERMA 0,02 99,98 0,00 2,73 1,97 1,95 0,58 0,03 P1 FACE 0,08 99,88 0,03 2,61 1,86 1,84 0,63 -0,05 P1 SUBMERSO 0,32 98,47 1,23 3,50 2,92 2,83 0,63 -0,21 P2 BERMA 0,03 99,97 0,00 2,31 1,39 1,46 0,61 0,16 P2 FACE 0,15 99,85 0,00 2,33 1,44 1,46 0,71 0,01 P2 SUBMERSO 1,02 95,58 3,42 3,40 2,68 2,64 0,68 -0,12 P3 BERMA 0,63 99,37 0,00 1,74 0,75 0,79 0,71 0,12 P3 FACE 0,42 99,58 0,00 2,13 1,02 1,08 0,79 0,13 P3 SUBMERSO 1,73 96,83 1,43 3,43 2,52 2,52 0,70 -0,10 P4 BERMA 0,23 99,78 0,00 2,03 1,18 1,18 0,63 -0,01 P4 FACE 0,32 99,68 0,00 2,09 1,11 1,18 0,66 0,16 P4 SUBMERSO 1,45 98,50 0,05 3,09 2,23 2,18 0,76 -0,13 62 Tabela 4 – Estatística de amostra do sedimento da crista da duna frontal. Perfil Localização no perfil % cascalho % areia % lama D90 (φ) Mediana (φ) Diâmetro médio (φ) Grau de seleção (φ) Assimetria (φ) P1 CRISTA DA DUNA FRONTAL 0,00 100,00 0,00 2,12 1,66 1,59 0,45 -0,16 P2 CRISTA DA DUNA FRONTAL 0,00 100,00 0,00 1,91 1,32 1,36 0,44 0,09 P4 CRISTA DA DUNA FRONTAL 0,20 99,80 0,00 1,98 1,38 1,38 0,51 -0,008 63 4.1.2 Clima de ondas de tempestades sobre o sistema dunas-praia O clima de onda dos dados brutos (apêndice D), em águas profundas, para o ERA5 entre 01/011979 a 31/12/2020 apresenta direções entre nordeste (NE) a sul (S), sendo as mais frequentes entre leste-nordeste (ENE) a sul-sudeste (SSE). Na PNBOIA as direções são entre nor-nordeste (NNE) e sul-sudoeste (SSO ou SSW), sendo as mais frequentes entre NE a leste (E). Ambas têm períodos significativos predominante entre ≥6s a <10s e alturas significativas entre ≥1m a <1,5m. A figura 24 apresenta a densidade de frequência dos valores das variáveis altura, período e direção da onda para o ERA5 (01/011979 a 31/12/2020) e para PNBOIA. Nesta figura, as alturas de ondas mais frequentes foram na faixa de 1- 1,5m, com ocorrência de 52,11% para o ERA5 e de 49,14% para PNBOIA. Os intervalos de períodos mais frequentes foram 6-8s e 8-10s que são equivalentes a 32,22% e 27,06% de ocorrência para o ERA5, respectivamente. Os mesmos intervalos equivalem a 28,87% e 26,96% de ocorrência para a PNBOIA, na devida ordem. Os intervalos correspondentes às direções associadas ao maior pico de energia do spectrum direcional mais frequentes foram 45-67,5° (NE- ENE) e 135-157,5° (SE-SSE) equivalentes a 16,37% e 17,49% para o ERA5, nesta ordem. e estes intervalos para a PNBOIA foram 45-67,5° (NE-ENE) e 67,5- 90° (ENE-E) que equivalem a 15,91% e 14,44%, respectivamente. De acordo com Avelar (2022), há uma boa concordância entre os dados da reanálise ERA5 e os dados da boia PNBOIA para águas profundas. Conforme Wang et al. (2011), não existe um produto de reanálise ou de modelo único que seja melhor em todos os casos. Assim sendo, os outros produtos conseguem demostrar estimativas melhores para os lugares estudadas. A análise dos dados de onda permitiu concluir que as alturas de ondas mais frequentes foram na faixa de 1-1,5m, na qual definiu-se 𝐻𝑠 ̅̅ ̅=1,5m. Este valor está de acordo com Mendoza & Jiménez (2004) e Dissanayake et al. (2021). A partir do banco de dados tratados (ERA5 de 01/011979 a 31/12/2020 e PNBOIA) foi possível determinar também as condições oceanográficas nos eventos 64 extremos, adotando ondas 𝐻𝑠 ≥1,5m. Baseado nisto foram definidas as ondas de tempestades em dois tipos, além do clima de ondas médio. 65 Figura 24 – Densidade de frequência dos valores da altura, do período e da direção dos dados brutos obtidos do ERA5 (01/011979 a 31/12/2020) e da PNBOIA. 66 A figura 25 apresenta os três climas de ondas do modelo de reanálise ERA5: • Clima de onda médio: direções em NE e entre sudeste (SE) a S; alturas significativas entre ≥1,5m a <2m; e períodos significativos entre ≥6s a <8s e entre ≥8s a <14s. • Onda de tempestade do tipo 1: direções entre SSE a SSW; alturas significativas entre ≥3m a <3,5m; e períodos significativos entre ≥8s a <16s. • Onda de tempestade do tipo 2: direções entre SSE a S; alturas significativas entre ≥2m a <3m; e períodos significativos entre ≥8s a <16s. A figura 26 exibe os mesmos climas de ondas, mas para a boia PNBOIA: • Clima de onda médio: direções em NE e entre S a SSW; alturas significativas entre ≥1,5m a <2,5m; e e períodos significativos entre ≥6s a <16s. • Onda de tempestade do tipo 1: direção foi SSW; alturas ≥3m; e períodos entre ≥8s a <14s. • Onda de tempestade do tipo 2: direções entre S a SSW; alturas significativas entre ≥2m a <3,5m; e períodos significativos entre ≥6s a <16s. O clima de ondas em águas profundas (offshore) é pouco variável. No entanto, em águas rasas e perto da costa (nearshore), ele precisa do que foi originado em offshore, prevalecendo os ventos e as tempestades, e sobre a topografia de fundo oceânico, a qual tende a modificar a direção de propagação das ondas (SCHWARTZ, 2005). Em outras palavras, o clima de ondas em águas profundas não representa com precisão o clima de ondas adjacente à costa (figuras 27 e 28). Segundo Firmino & Bulhões (2020), os ventos de maior frequência e intensidade, que atingem o litoral do Espírito Santo, provém das direções NE e ENE. Albino et al. (2001) mencionam para o litoral capixaba ventos provenientes dos quadrantes ENE e SE, estando associados ao ASAS. Enquanto que os de SE 67 surgem durante à passagem de sistemas ciclônicos relacionados às frentes frias que chegam regularmente neste litoral (ALBINO, 1999). Este padrão de vento dominante gera ondas oriundas das direções entre NE a E e entre SE a E, sendo que as primeiras ocorrem em grande parte do ano (ALBINO et al., 2001), tendo alturas significativas menores que 1,5 m (ALBINO et al., 2016) e período de pico médio de 7s (BRANCO, 2005). Os ventos predominantes são das direções NE e E, e de menor expressividade do quadrante S e SE (FIRMINO & BULHÕES, 2020). Isto também reflete para as ondas, quando Albino et al. (2001) citam que as ondas NE e E ocorrem em maior parte do ano. A figura 27 apresenta o clima de ondas do ADCP entre 11/08/2021 a 16/09/2021 (dados brutos) na qual a direção é E com alturas de entre 1m a 1,5m e período de pico de 4s a 10s. A figura 28 mostra o clima de ondas do ERA5 de 11/08/2021 a 16/09/2021 (mesmo intervalo de tempo do ADCP), sendo que A e B possuem as mesmas coordenadas no ERA5 (plataforma continental) e C possui a mesma coordenada do ADCP fundeado. Ambas alturas (figura 28 A e C) variam de 1m a 2m e o período (figura 28 B) de 6s a 10s. Os dados do ERA5 (11/08/2021 a 16/09/2021) baixados mais próximos a costa apresentaram toda a coluna referente ao período com o valor NaN (significa "não é um número"), por este motivo não foi possível fazer clima de ondas com o período para a mesma coordenada do ADCP. 68 Figura 25 – Clima de ondas (altura e período significativos) com base nos dados do ERA5 (01/011979 a 31/12/2020), sendo que a esquerda é o clima de onda médio, no meio é o clima de onda de tempestade tipo 1 e a esquerda é o clima de onda de tempestade tipo 2. 69 Figura 26 – Clima de ondas (altura e período significativos) com base nos dados da boia PNBOIA, sendo que a esquerda é o clima de onda médio, no meio é o clima de onda de tempestade tipo 1 e a esquerda é o clima de onda de tempestade tipo 2. 70 Figura 27 – Clima de ondas do ADCP entre 11/08/2021 a 16/09/2021. 71 Figura 28 – Clima de ondas do ERA5 entre 11/08/2021 a 16/09/2021. A e B possuem as mesmas coordenadas no ERA5 (de (01/011979 a 31/12/2020) e C possui a mesma coordenada do ADCP. 72 4.1.3 Processos erosivos e inundacionais sob ondas de tempestades A tabela 5 apresenta cenários simulados de acordo com o clima de ondas do ERA5 (01/011979 a 31/12/2020) e do PNBOA para saber qual regime de impacto da Escala de Sallenger é para cada perfil a NMM e a NMPS. Adotando como altura de onda os valores das ondas de tempestade, foram realizadas as simulações em cenários (C3 a C11, exceto o C1 e C2 que não são ondas de tempestades e C12 que foi extrapolado) conforme a tabela 5. Nesta tabela é possível visualizar, por exemplo, que nos cenários C3 e C4, C7 e C8, C9 e C10, e C11 e C12 a altura foi mantida e o período foi alterado; neste caso, obteve-se um valor do runup maior naquele com o maior período. Logo, pode-se concluir que, se for mantido a altura e aumenta o período, maior será o runup e isto, consequentemente, aumentaria os níveis na Escala de Sallenger. Também é observado que os níveis vão ficando mais críticos nos regimes de impactos de Sallenger a NMPS comparado com a NMM. 73 Tabela 5 – Cenários com a relação do runup e a Escala de Impacto de Sallenger para os perfis de praia com NMM e NMPS, onde: 1 é o nível de espraiamento, 2 é o nível de colisão, 3 é o nível de transposição e 4 é o nível de inundação. Cenários 𝐇 (m) 𝐓 (s) 𝐋 (m) Runup (m) Perfil a NMM Perfil a NMPS P1 P2 P3 P4 P1 P2 P3 P4 C1 0,5 7 76,43 0,72 1 1 1 1 1 1 1 1 C2 0,5 12 224,60 1,24 1 1 1 1 1 1 1 1 C3 1,5 9 126,34 1,61 1 1 1 1 2 1 1 1 C4 1,5 14 305,70 2,51 2 1 1 2 2 1 1 2 C5 2 10 155,97 2,07 2 1 1 1 2 1 1 2 C6 2,5 20 623,89 4,62 2 2 2 2 2 2 2 3 C7 3 7 76,43 1,77 1 1 1 1 2 1 1 2 C8 3 15 350,94 3,80 2 1 2 2 2 2 2 2 C9 3,5 8 99,82 2,19 2 1 1 1 2 1 1 2 C10 3,5 16 399,29 4,37 2 2 2 2 2 2 2 2 C11 4 9 126,34 2,63 2 1 1 2 2 1 1 2 C12 4 22 754,90 6,43 3 3 3 3 3 3 3 3 Os dados do ADCP se enquadram nos cenários C3 a C5 ocorrendo somente os níveis 1 e 2 da Escala de Sallenger tanto ao NMM quanto a NMPS. Em relação à exposição das dunas sob ondas mais energéticas, aplicando a Escala de Impacto de Sallenger, foi observado que na área de estudo ocorreram somente os níveis 1 (espraiamento) e 2 (colisão), sendo que em relação ao NMM dominou o nível 1 sobre o nível 2 nos quatro perfis de praia, mas quanto ao NMPS o nível 2 prevaleceu sobre o nível 1 apenas no P1 (figura 29; apêndices E e F). Já em P4 com NMPS ocorreu um aumento no nível 2 e uma redução no nível 1 no que se refere a frequência de ocorrência comparado ao NMM. Não apareceram indícios de sedimentos de transposição (washover), pois não alcançou o nível 3. Logo, não teve evidências de dunas complementarmente inundadas (nível 4). Em relação ao coeficiente de variação, o comprimento de 74 onda (𝐿) obteve o maior valor devido a fórmula aplicada (𝐿0 = 𝑔𝑇2 2π ) (apêndices E e F) na qual foi usada para encontrar o runup. Quando se faz o recorte para NMPS, houve o aumento no “nível médio” e foi observado uma redução no nível 1 e um aumento no nível 2 nos perfis 1 e 4. Isto ocorre por causa dos impactos de tempestades em barreiras costeiras por ter uma variabilidade espacial significativa principalmente devido à variabilidade ao longo da costa tanto da morfologia da praia quanto da intensidade do forçamento do oceano, como maré de tempestade, ondas e runup (SALLENGER, 2000; MORTON, 2002; STOCKDON et al., 2007). Tal situação torna os bermas e/ou as dunas frontais mais vulneráveis à erosão e à transposição, já que as ondas atacam a parte mais alta do perfil deste subambiente (berma e/ou duna frontal) quando os níveis de água aumentam ao longo da costa (MORTON, 2002). O ataque prolongado de ondas de tempestade ao longo de várias marés altas consecutivas pode erodir progressivamente um sistema de barreira costeira (LEAMAN el al., 2021). O espraiamento da onda chegando na base da duna pode acarretar a erosão na base da duna que assim perde largura podendo desaparecer, na qual a defesa costeira comprometida. Isto ocorreu no P4 na campanha de 2021 (figura 21). Por isto, o espraiamento máximo da onda (runup) é a chave para o sucesso do planejamento e gestão costeiros e um parâmetro crítico na avaliação do efeito da subida do nível do mar na costa (SENECHAL et al., 2011). Visto que um aumento no runup leva aos níveis mais extremos da Escala de Impacto de Sallenger (tabela 5). A altura de onda igual ou maior a 1,5m (43% no ERA5 e 39% na PNBOIA; ver figura 24) pode ser vulnerável para as dunas, pois a partir desta altura a onda começa a chegar na base da duna frontal (nível 2); como é visto na tabela 5 no cenário C4 à NMM, por exemplo. A alteração climática pode aumentar o nível médio do mar, isto aumenta o runup e, consequentemente, pode ocorrer os regimes 2, 3 ou 4 na Escala de Impacto de Sallenger. 75 Figura 29 – Escala de Impacto de Sallenger aplicada tanto para o nível médio do mar (NMM) quanto para nível médio das premares de sizígia (NMPS). 76 4.2 O PAPEL DA VEGETAÇÃO NA PROTEÇÃO DO SISTEMA PRAIA-DUNAS A tabela 6 traz as medições realizadas na vegetação (altura, diâmetro da haste e densidade da cobertura vegetal) na campanha de 11/2021 referentes as figuras 30 a 33. Tabela 6 – Medições feita na vegetação na campanha de 11/2021 referentes as figuras 30 a 33. Perfil de praia Quadrat Medições da vegetação das dunas frontais Altura (𝐚𝐡) em cm Diâmetro da haste (𝐛𝐯) em mm Densidade da cobertura vegetal (Nv) em unidade por m2 P1 C 32 0,2 35 D 98 20 25 P2 C 40 0,1 28 D 16 0,1 39 E 64 0,1 45 F 11 0,1 78 P3 C 23 0,2 13 D 16 0,2 15 E 20 0,2 24 F 25 0,2 19 P4 C 20 0,2 25 D 32 0,1 35 E 45 0,1 32 77 Figura 30 – P1: A – Vista para ao sul do perfil; B – Vista para ao norte do perfil; C – primeiro quadrat; D – segundo quadrat; e E – croqui para amostragem da vegetação das dunas frontais (quadrat) da campanha de 11/2021. 78 Figura 31 – P2: A – Vista para ao sul do perfil; B – Vista para ao norte do perfil; C – primeiro quadrat; D – segundo quadrat; E – terceiro quadrat; F – quarto quadrat; e G – croqui para amostragem da vegetação das dunas frontais (quadrat) da campanha de 11/2021. 79 Figura 32 – P3: A – Vista para ao sul do perfil; B – Vista para ao norte do perfil; C – primeiro quadrat; D – segundo quadrat; E – terceiro quadrat; F – quarto quadrat sendo realizada as medições na vegetação; e G – croqui para amostragem da vegetação das dunas frontais (quadrat) da campanha de 11/2021. 80 Figura 33 – P4: A – Vista para ao sul do perfil; B – Vista para ao norte do perfil; C – primeiro quadrat; D – segundo quadrat; E – terceiro quadrat; e F – croqui para amostragem da vegetação das dunas frontais (quadrat) da campanha de 11/2021. 81 A vegetação adjacente à praia é a restinga (figuras 30 a 33), que, por definição, é um ecossistema costeiro (DEPRÁ et al., 2022) que apresenta alguns dos serviços ecossistêmicos, como: regulação do clima; recreação e lazer; retenção natural de sedimentos; e entre outros (DE PAIVA & DE ALMEIDA JR, 2020). Entretanto, a cobertura da vegetação vem sofrendo ameaças pelas ações humanas, tais como: construção de empreendimentos, extração ilegal de areia, expansão das áreas de agropecuária e introdução de espécies não-nativas (SCHLICKMANN et al. 2019). Nas figuras de 18 a 20 há presença de núcleos de urbanização próximos da vegetação de dunas frontais que posteriormente podem construir em cima das dunas por falta de conhecimento da importância que elas têm. Neste ecossistema, na área de estudo, houve uma diversificação na vegetação de um perfil para o outro, com predominância de uma espécie ou com a composição de diferentes espécies. No P1 observa-se plantas herbáceas sobre a duna frontal erodida e plantas arbustivas à retropraia (figura 30). Em P2 plantas herbáceas são observadas, com predominância de uma espécie (figura 31). No P3 também são encontradas plantas herbáceas com uma prevalência de outra espécie (figura 32). E em P4 ver-se da mesma forma plantas herbáceas, mas com mistura de espécies (figura 33). Folli (2021) identificou Ipomoea pes- caprae (L.) R.Br. e Canavalia rosea (Sw.) DC. como sendo as espécies da vegetação pioneira, primeiras plantas que se estabelecem são as de pequeno porte e rasteiras após uma perturbação no ambiente, dominantes na área de estudo (litoral sul do Espírito Santo). Está perturbação sobre as dunas frontais pode diminuir a densidade da cobertura de vegetação deixando o solo exposto e/ou a vegetação morta. Segundo Pereira (2022), em Presidente Kennedy ocorrem trechos com várias fisionomias da restinga, no entanto não há Unidade de Conservação para esta porção do litoral. A riqueza florística e fisionômica desta região foi reconhecida por Braz et al. (2013) depois de estudos na Praia das Neves, tendo sugerido a criação de área de conservação de Proteção Integral. Porém, esta riqueza 82 florística e fisionômica já foi, em parte, erradicada pela construção de uma unidade portuária (FERRARI & GOMES, 2020). Segundo Waechter (1985 apud OPOLSKI-NETO & MELO JR, 2022), o afastamento da vegetação em relação ao mar resulta no aumento da riqueza de espécies, na abundância de indivíduos lenhosos e no incremento em altura da vegetação. Estas características são observadas somente em P1, sendo o vento, a salinidade, e características do substrato, como teor de água e disponibilidade de nutrientes são os fatores que influenciam (ARAUJO, 1992). Ao longo do P1 também é observada a diminuição na densidade da cobertura vegetal à medida que se afastar do mar, pois o sombreamento impede que algumas espécies de se desenvolver (ODUM, 1988). Já em P2, P3 e P4 observam-se que o diâmetro da haste do vegetal não se desenvolveu de acordo com o afastamento em relação ao mar (tabela 6 e figuras 30 a 33). Isto ocorre devido aos micronutrientes minerais (B, Cu, Fe, Mn e Zn), importantes como fatores limitantes do desenvolvimento vegetal, não estando distribuídos homogeneamente numa área (ODUM, 1988). Em geral, o distanciamento da vegetação em relação ao oceano resulta no aumento da riqueza de espécies, um aumento da cobertura e no incremento em altura do vegetal. O levantamento dos perfis foi realizado em áreas com pouca urbanização em Presidente Kennedy e Marataízes, mas no verão a quantidade de turista que frequentam estas praias é alta (FOLLI, 2021). Contudo, as imagens do Google Earth (figuras 18 a 21) mostram que para o acesso às praias, os turistas não contam com passarelas, sendo frequente o pisoteio sobre a vegetação das dunas. Ao longo do litoral, a continuidade da faixa da cobertura vegetal é interrompida por várias trilhas (FOLLI, 2021). A mesma autora afirmar que a supressão de parte da vegetação fixadora das dunas frontais pode dar origem a corredores de deflação, com modificação substancial da morfologia da duna fro