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Dispersão em lagunas
Cláudio Paixão
Diego Gatti
Eneias Martins de Oliveira
João Chagas
Thiago Oliveira
William Lemos
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO TECNOLÓGICO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA
Sumário
Introdução
• Definição:
▫ Laguna pode ser definida como um corpo hídrico costeiro raso,
separado do oceano por uma barreira, conectado ao oceano por
uma ou mais entradas e, normalmente, orientada paralelamente à
costa (Kjerfve, 1994).
Introdução
• Características gerais:
▫ a laguna pode ou não ser sujeita a mistura por corrente
marítima;
▫ a salinidade pode variar de água doce a hipersalina,
dependendo do seu balanço hidrológico;
▫ existe a possibilidade de fechamento dos canais que ligam o mar
com a laguna devido a deposição de sedimentos como resultado
da ação das ondas e da correnteza.
Introdução
• Características gerais:
▫ Ocupam cerca de 13% das áreas costeiras do mundo e são
impactadas por influências naturais e antropogênicas;
▫ Profundidade média normalmente entre 1 e 3 metros, raramente
ultrapassa os 5m;
Caracterização de Lagunas
• Tipos de lagunas:
▫ Kjerfve (1986) dividiu em três tipos geomórficos, conforme a
troca de água com o oceano:
 Laguna sufocada;
 Laguna restrita;
 Laguna vazada.
• Laguna sufocada:
▫ Série de células adjacentes,
conectadas por um único, longo e
estreito canal de entrada;
▫ O canal de entrada serve como um
filtro que elimina, em larga escala,
correntes de maré e flutuações do
nível d'água dentro da laguna;
▫ Estratificação intermitente devido à
radiação solar ou descarga de água
doce;
▫ Tempo de descarga longo e força dos
ventos dominante.
Sufocada
Caracterização de Lagunas
• Laguna restrita:
▫ Grandes corpos d’água com 2 ou
mais entradas;
▫ Circulação de marés bem definida;
▫ Influenciadas pelo vento;
▫ Geralmente bem misturadas
verticalmente;
▫ Tempo de descarga curto.
Restrita
Caracterização de Lagunas
• Laguna vazada:
▫ Alongados e paralelos à costa, com
muitos canais de entrada;
▫ Correntes de marés superam a
tendência de fechamento dos
canais;
▫ Perfeita troca de água com o
oceano;
▫ Salinidade próxima à encontrada
no oceano próximo.
Vazada
Caracterização de Lagunas
• Fatores Climáticos e Hidrológicos:
▫ Zona Temperada úmida;
▫ Trópicos Úmidos;
▫ Zonas Áridas, Temperadas ou Tropicais.
Caracterização de Lagunas
• Fatores Climáticos e Hidrológicos:
▫ Processos Hidrológicos;
▫ Configuração e Dimensão;
▫ Balanço entre entrada de água doce e salgada.
Caracterização de Lagunas
• Fatores Climáticos e Hidrológicos:
▫ Fluxo de água salgada e doce;
▫ Profundidade;
▫ Dimensões;
▫ Retirada de Água.
Caracterização de Lagunas
Fatores físicos e suas influências 
▫ Transporte advectivo domina sobre precipitação, evaporação,
escoamento superficial e infiltração de águas subterrâneas;
▫ Equilíbrio térmico e balanço hídrico são respostas a processos
locais, à advecção e às condições meteorológicas da região;
▫ Aquecimento dominado pela radiação solar e resfriamento
por radiações de onda longa;
Fatores físicos e suas influências 
• Os processos físicos na laguna são afetados por:
▫ Configuração de entrada;
▫ Tamanho da laguna;
▫ Maré;
▫ Topografia de fundo;
▫ Profundidade média;
▫ Direção dos ventos predominantes
• Balanço hídrico:
▫ V = volume aproximado da laguna;
▫ P = precipitação média;
▫ E = evaporação;
▫ R = escoamento superficial;
▫ G = infiltração
▫ A = ganho ou perda advectiva de água.
Influência de fatores locais e não 
locais na circulação
• Maré:
𝑈 = ෍
𝑖
𝐴𝑖sin(𝜔𝑖𝑡 + ф𝑖)
▫ 𝐴𝑖 = amplitude do i-constituinte;
▫ 𝜔𝑖 = velocidade angular;
▫ ф𝑖 = fase angular;
Influência de fatores locais e não 
locais na circulação
Influência de fatores locais e não 
locais na circulação
• Velocidade das entradas e saídas de água:
𝑢 = ‹𝑢› + 𝑈 + 𝑢′
▫ ‹𝑢› = velocidade em torno do período de estudo;
▫ 𝑈 = senoidal de refluxo;
▫ 𝑢′ = flutuação;
* Restrição para flutuações turbulentas de alta frequência.
Gráficos da variação de maré: (a) total, (b) maré e (c) sem maré ao longo do canal, na lagoa Indian
River, na Florida (KJERFVE, 1994)
• Variação de Maré
Influência de fatores locais e não 
locais na circulação
Influência de fatores locais e não locais na 
circulação
• Vento:
▫ O vento exerce força de arraste na superfície, gerando um gradiente vertical
de velocidades e a formação de pequenas ondas, as quais podem gerar
turbulência desde a superfície até regiões mais profundas;
▫ A direção do vento e a área da laguna determinam a intensidade da
turbulência.
Influência de fatores locais e não locais na 
circulação
• Balanço de salinidade:
▫ Atua na circulação advectiva por meio dos gradientes de pressão;
▫ Funciona como traçador natural e é utilizado como parâmetro para o
monitoramento da qualidade da água.
• Em lagunas alongadas, o transporte advectivo instantâneo de 
salinidade através de uma seção de área A é dado por:
u: componente de velocidade normal a área A;
s: salinidade.
Influência de fatores locais e não locais na 
circulação
• Trocas de calor:
▫ Aquecimento e resfriamento por perda ou ganho de energia na interface
água-ar, por advecção na circulação da água (influenciada ou não pela
maré) ou por condução de calor com os sedimentos dispostos.
Influência de fatores locais e não locais na 
circulação
▫ O balanço de calor pode ser resumido na equação:
∆Q/∆t: variação total na energia térmica total armazenada na coluna d’água;
Qs: radiação solar incidente;
Qb: perda radiativa por ondas longas;
Qh: fluxo de calor sensível;
Qe: fluxo de calor latente;
Qm: trocas de calor por condução pelos sedimentos;
Qa: fluxo de calor advectivo
Influência de fatores locais e não locais na 
circulação
▫ O fluxo de calor advectivo pode ser calculado por:
cp: calor específico;
T: temperatura da água;
ρ: densidade;
u: velocidade da corrente ortogonal à seção transversal de área A.
Distribuição de pressões
• Gradiente de pressão barotrópico:
▫ Originado a partir de um declive na superfície criado pelo vento ou
escoamento superficial.
▫ Gradiente de densidade dependente somente da pressão.
• Gradiente de pressão baroclínico:
▫ Gradientes de pressão gerados por gradientes de salinidade longitudinais e
gradientes de densidade resultante;
▫ Podem surgir na interface entre água salgada e salobra.
CONDIÇÕES BAROTRÓPICAS CONDIÇÕES BAROCLÍNICAS
Superfícies
isobáricas
Superfícies
isopícnicas
Água em média 
menos densa
Água em média 
mais densa
Figura 3: Condições barotrópicas e baroclínicas. Gradiente de pressão sempre direcionado a regiões de menor salinidade.
FONTE: 
Distribuição de pressões
• O gradiente de pressão baroclínico é direcionado sempre a regiões de
menor salinidade:
▫ Em laguna salobra exerce pressão próximo ao fundo dificultando a saída de
água;
▫ Em laguna hipersalina força a água a sair da laguna, aumentando a
concentração de sais na saída.
Distribuição de pressões
• Pressão em qualquer profundidade z:
• Gradiente de pressão longitudinal estendido:
Distribuição de pressões
ρ: densidade da água;
g: aceleração da gravidade;
n: elevação relativa ao nível d’água.
p: pressão
Aplicação
• Análise da salinidade de uma laguna onde sua 
água será utilizada na agricultura;
Aplicação
Lagoa dos Patos, RS. 
Onde já foi realizado estudos sobre as características 
salinas da laguna.
Prainha – Ceará 
Lagoa do Imaruí - SC

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