Processos costeiros

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PROCESSOS COSTEIROS
ANDRÉ LUIZ CARVALHO DA SILVA
2013 - I
PRINCIPAIS PROCESSOS COSTEIROS
PROCESSOS
FÍSICO 
QUÍMICO BIOLÓGICO
ONDAS DE SUPERFÍCIE 
OCEÂNICA
MARÉS
CORRENTES JUNTO À 
COSTA
ONDAS DE SUPERFÍCIE OCEÂNICA
ONDAS DE SUPERFÍCIE OCEÂNICA
Ondas de superfície oceânica são o resultado de forças
que atuam no oceano:
� pressão ou stress da atmosfera sobretudo através dos
ventos (ondas de gravidade e ondas capilares),
� atividades sísmicas (Tsunamis),
� interação gravitacional da Terra com a Lua e o Sol gerando
as ondas de maré, e
� a força de Coriolis gerada pelo movimento rotacional da
Terra.
LAING (1998) WMO (World Meteorological Organization).
Algumas propriedades básicas de uma onda: 
1. Comprimento de onda (L): que é a distância horizontal em
metros entre duas cristas sucessivas ;
2. Período da onda (T): é o intervalo de tempo em segundos
entre a passagem de duas cristas por um ponto fixo.
3. Freqüência (f): é o número de cristas o qual passa por um
ponto fixo em 1 (um) segundo.
Algumas propriedades básicas de uma onda: 
4. Altura da onda (H): é a diferença na elevação superficial entre a
crista e o cavado da onda.
5. Amplitude da onda (a): expressa em metros, corresponde a
metade da altura da onda.
6. Esbeltez da onda: é a relação entre a altura e o comprimento da
onda.
Como calcular os diversos parâmetros acima apresentados: 
1. Comprimento de onda L (metros): L = gT2/2pipipipi tangh(kd), onde g
é a gravidade e kd determina se as ondas podem ser consideradas
de água profunda, intermediária ou rasa. Para calcular o
comprimento ao largo emprega-se Lo=1,56T2 (para uma onda
sinusoidal simples).
2. Período da onda T (segundos): T = L / C , sendo C = g/ωωωω tangh
(kd) , onde C é a velocidade de fase e ωωωω freqüência angular. Para Co(água profunda) emprega-se a fórmula C = 1,56 T, para ωωωω utiliza-se(água profunda) emprega-se a fórmula Co = 1,56 T, para ωωωω utiliza-se
ωωωω2=g k tangh (kd) e k=2pipipipi/L.
3. Freqüência f (Hertz): onde f = 1 / T.
4. Altura da onda H (metros): H=2a (para uma onda sinusoidal) e
H=γγγγd da quebra em diante, onde γγγγ é a razão entre a altura da onda e
a profundidade local.
5. Amplitude da onda (a): a = H / 2.
6. Esbeltez da onda: H/L.
Água profunda
movimento
elíptico e 
horizontal
movimento 
orbital 
circular
Água rasa
Movimento da partícula d’água:
Bf = 0
d<L/2
Movimento da partícula d’água:
2211
d<L/2
Movimento da partícula d’água:
Movimento da partícula d’água:
d<L/2
Movimento da partícula d’água:
ONDAS FORMADAS POR VENTOS
� Tamanho das ondas é limitado pela:
Velocidade do vento;
Duração de atuação do vento; e 
Fetch (pista) - área de atuação do vento.
ONDAS FORMADAS POR VENTOS
� Tamanho das ondas é limitado pela:
ONDAS FORMADAS POR VENTOS
ONDAS FORMADAS POR VENTOS
ONDAS FORMADAS POR VENTOS
ONDAS FORMADAS POR VENTOS
ONDAS FORMADAS POR VENTOS
Formas de arrebentação da onda de
acordo com (Davis, 1985) depende:
(1) do gradiente do fundo e
(2) da natureza da onda em águas
profundas.
ONDAS FORMADAS POR VENTOS
Os três tipos principais são:
� SPILLING BREAKER (progressiva)
� PLUNGING BREAKER (mergulhante)
� SURGING BREAKER (ascendente)
� Praias com declividade suave (< 3º);
� A onda quebra antes da crista instabilizar-se (gradualmente); e
� A zona de surf é ampla.
SPILLING BREAKER (progressiva)
SPILLING BREAKER (progressiva)
PLUNGING BREAKER (mergulhante)
� Praias com declividade intermediária (entre 3º e 11º);
� Mudança acentuada no gradiente faz com que a crista da onda 
desmorone a uma; e
� Formação ocasional de tubos.
PLUNGING BREAKER (mergulhante)
SURGING BREAKER (ascendente)
� Praias com declividade elevada (> 11º);
� Ondas podem avanças sobre o pós – praia sem quebrar; e
� Ocorre principalmente na face de praia (Davis, 1985).
FENÔMENOS FÍSICOS QUE INFLUENCIAM NA 
PROPAGAÇÃO DE ONDAS EM ÁGUA RASA
REFLEXÃO
Ocorre quando a onda incide, reflete e retorna de
encontro as demais ondas que se aproximam.
Pode ocorrer com costões, falésias, praias com
gradiente acentuado e estruturas de engenharia.
Ocorre quando a onda interage com o fundo,
REFRAÇÃO
DIFRAÇÃO
Ocorre quando a propagação da onda é obstruída
por um obstáculo qualquer. Pode ocorrer devido a
influência de ilhas, pontal rochoso, etc.
Ocorre quando a onda interage com o fundo,
diminuindo de velocidade e comprimento. Se
apenas parte da onda sente o fundo ocorre
inflexão parcial.
REFLEXÃO
ONDAS FORMADAS POR VENTOS
REFRAÇÃO
ONDAS FORMADAS POR VENTOS
DIFRAÇÃO
 
ONDAS FORMADAS POR VENTOS
 
ONDAS FORMADAS POR VENTOS
Mapa de previsão de ondas
CORRENTES COSTEIRAS
Correntes litorâneas ou 
correntes de deriva litorânea
Correntes de retorno
 
 
Praia 
Correntes litorâneas 
Célula de circulação 
Correntes de 
retorno 
Barra 
arenosa
 
Canal 
CORRENTES COSTEIRAS
�As ondas possuem a capacidade de transportar sedimentos
quando se aproximam de águas rasas.
� Correntes costeiras geradas por ondas também são
responsáveis pelo transporte de sedimentos. Seus principais
tipos são:
(1) Correntes litorâneas ou correntes de deriva litorânea são(1) Correntes litorâneas ou correntes de deriva litorânea são
geradas por ondas que se chocam com o litoral formando um
ângulo (obliquamente) e deslocam-se paralelamente a costa. A
incidência oblíqua e sucessiva de ondas gera um transporte de
sedimentos ao longo da costa, que se movimenta em zig-zag e
paralelamente à praia.
(2) Correntes de retorno: deslocam-se perpendicularmente à linha
de costa na direção do oceano.
Bascom (1964)
CORRENTES LITORÂNEAS
groins
jeddies
CORRENTES LITORÂNEAS
CORRENTES LITORÂNEAS
CORRENTES LITORÂNEAS
Acumulo de areia
a barlamar
Erosão a 
sotamar
Entupimento do 
canal
Erosão a 
sotamar
Acumulo de areia
a barlamar
CORRENTES DE RETORNO
 
 
Praia 
Correntes litorâneas 
Célula de circulação 
Correntes de 
retorno
 
Barra 
arenosa
 
Canal 
CORRENTES DE RETORNO
Corrente de retorno na Praia de Itaipuaçú - 2004.
Praia de Itaipuaçú (extremidade oeste) – 1975 - DHN.
Corrente de retorno na Praia de Itaipuaçú - 2004.
Delaware, USA
Rio das Ostras, RJRio das Ostras, RJ
Rio das Ostras, RJRio das Ostras, RJ
Rio das Ostras, RJRio das Ostras, RJ
Rio das Ostras, RJRio das Ostras, RJ
TSUNAMIS
Gerada por terremoto.
Gerada por deslizamento.Gerada por deslizamento.
TSUNAMIS
TSUNAMIS
TSUNAMIS
TSUNAMIS
Forte tremor provoca tsunami e deixa centenas de mortos no Japão.
Terremoto de 8,9 graus de magnitude - o maior da história do país - provoca destruição em 
dezenas de cidades e vilarejos.
TSUNAMIS
Forte tremor provoca tsunami e deixa centenas de mortos no Japão.
Terremoto de 8,9 graus de magnitude - o maior da história do país - provoca destruição em 
dezenas de cidades e vilarejos.
TSUNAMIS
Forte tremor provoca tsunami e deixa centenas de mortos no Japão.
Terremoto de 8,9 graus de magnitude - o maior da história do país - provoca destruição em 
dezenas de cidades e vilarejos.
TSUNAMIS
Forte tremor provoca tsunami e deixa centenas de mortos no Japão.
Terremoto de 8,9 graus de magnitude - o maior da história do país - provoca destruição em 
dezenas de cidades e vilarejos.
ONDAS FORMADAS POR MARÉS
ONDAS FORMADAS POR MARÉS
ONDAS FORMADAS POR MARÉS
ONDAS FORMADAS POR MARÉS
cavacava
crista crista crista
Altura da onda (H)
• As ondas de marés constituem as maiores ondas oceânicas.
Caracterizam-se por oscilações rítmicas donível do mar
em períodos de varias horas causadas por forças
gravitacionais periódicas.
• As marés representam movimentos oscilatórios de subida e
descida do nível do mar diariamente. De maneira que as
preamares (high tides) representam as cristas da onda e a
MARÉS
preamares (high tides) representam as cristas da onda e a
baixa-mares (low tides) representam as cavas da onda.
• As marés são ondas que diferentemente das demais ondas
observadas no oceano tem como forçante fundamental a
interação gravitacional existente principalmente entre a
terra, a lua e o sol.
MARÉS
• Durante o mês a amplitude das marés varia
sistematicamente com o ciclo lunar.
• A amplitude da maré também é influenciada pela
forma da bacia e a configuração do fundo.
• Existem três tipos básicos de maré diárias
definidas pelo seu período e regularidade:
marés diurnas, 
marés semidiurnas e 
marés mistas.
Tipos de marés
• Amplitude de maré
– Micromaré (0-2m)
– Mesomaré (2-4m)
MARÉS
– Mesomaré (2-4m)
– Macromaré (>4m)
menor atividade das ondas = planície de mares.
Regime Global das marés (maré de sizigia)
MARÉS
Viles and Spencer
BRASIL
-10
-5
0
5
10
-60 -54 -48 -42 -36 -30 -24 -18 -12 -6 0 6 12
Amplitude 
 (metros)Estações Maregráficas
L
A
T
 I
LONGITUDE
MARÉS
-35
-30
-25
-20
-15
Amplitude Estações
T
U
D
• Marés de sizígia: ocorrem quando a Terra, Lua e Sol estão
alinhados e as intumescências de maré mostram interferência
construtiva, produzindo marés altas muito altas e marés
baixas muito baixas.
• Marés de sizígia coincidem com lua nova e cheia.
8-2
Marés de sizígia e de quadratura
MARÉS
• Marés de sizígia coincidem com lua nova e cheia.
• Marés de quadratura: ocorrem quando a Terra, Lua e Sol
estão formando um ângulo reto e as intumescências de maré
mostram interferência destrutiva, produzindo baixas marés
altas e altas marés baixas.
• Marés de quadratura coincidem com o quarto crescente e
8-2
Marés de sizígia e de quadratura
MARÉS
• Marés de quadratura coincidem com o quarto crescente e
quarto minguante.
Intumescências de maré
Força gravitacional
Força centrífuga
Força gravitacional e centrífuga
Ondas viajam com uma celeridade constante, existem 
continentes e rotação.
Necessita levar em conta:
MARÉS
O movimento das marés através das bacias
oceânicas é defletido pela F. de Coriolis, bloqueada
Modêlo dinâmico das marés
oceânicas é defletido pela F. de Coriolis, bloqueada
pelos continentes e forma uma onda que a cada dia
completa:
dois ciclos ao redor da bacia se a maré é 
semidiurna ou 
um ciclo se for diurna.
Marés em equilíbrio
semidiurna
+
Previsão de maré
diurna
composta
=
Circulação de marés
MARÉS
Marés progridem ao redor das bacias, em sentido horário
no hemisfério S e antihorário no hemisfério N.
Como as marés se movimentam pelos Oceanos.
MARÉS
Elevações de maré no oceano Pacífico.
MARÉS
Marés em bacias restritas
MARÉS
Baía de Fundy
MARÉS
• Marés extremas (10 metros ou mais) são encontradas onde
pequenas bacias marinhas se localizam junto a grandes
oceanos
– Baía de Fundy, Nova Scotia
– Golfo da Califórnia
Maré baixa na Baía de Fundy
Fonte:William E. Ferguson
Subida da maré na Baía de Fundy 
Fonte:William E. Ferguson
Máximo
O efeito da maré na costa – Rio Hebert na Nova Scotia.
MARÉS
Fonte: Clyde H. Smith/Peter Arnold, Inc.
Pororoca subindo o rio
Importância das Marés para a navegação.
MARÉS
Pode se gerar energia elétrica a partir das correntes de maré
se a amplitude da maré for maior que 5 m em uma baía
grande conectada ao oceano por uma abertura estreita.
8-5
Energia das marés
Uma barreira é construida através da abertura e a água
MARÉS
Uma barreira é construida através da abertura e a água
consegue fluir para dentro e para fora da baía com força
suficiente para girar turbinas e gerar energia.
8-5
Energia das marés
MARÉS
8-5
Energia das marés
MARÉS
8-5
Energia das marés
MARÉS
ACONTECEU EM SALINAS
A 22OK DE BELÉM
NO ESTADO DO PARÁ
NO DIA 01/01/2006
Obrigado!Obrigado!