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X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA




 

Processos Sedimentares na Lagoa Rodrigo de Freitas - RJ

 

 

Rangel, C.M.A. & Baptista Neto, J.A.

 

 

Departamento de Geografia – Faculdade de Formação de Professores/Universidade do Estado do Rio de Janeiro

 

 

 

Eixo Temático:  3 - Aplicação da Geografia Física à Pesquisa.

Sub-eixo: 3.3 - Gestão e Planejamento Ambiental.



 

Introdução

A região sudeste do Brasil vem sendo submetida desde o século XVI a sucessivas fases de mudança no uso da terra, culminando com o processo de urbanização que se espalha ao redor de cidades como o Rio de Janeiro. Processo este que não foi acompanhado de melhoria na infra-estrutura, provocando sérios problemas de degradação ambiental nos sistemas fluviais e costeiros. Dentre todos os ambientes costeiros na cidade do Rio de Janeiro, a Lagoa Rodrigo de Freitas é uma das mais afetadas e modificadas do Brasil. A lagoa está situada ao sul da cidade do Rio de Janeiro, entre as latitudes 22º 57’ 02”S e 22º 58’ 09”S e longitudes 043º 13’ 03” W (Figura 1). Essa Laguna foi originalmente chamada de Sacopenapã pelos indígenas da tribo dos Tamoios, que habitavam o atual território do Estado do Rio de Janeiro.

O processo de urbanização a cidade do Rio de Janeiro modificou por completo as características da Lagoa. Os sucessivos aterros que se deram às margens da Lagoa foram diminuindo a área ocupada pelo espelho d’água, para dar lugar a novos aparelhos urbanos . Estima-se que 1/3 da área total da Lagoa tenha sido aterrada, tendo como resultado a descaracterização de seu entorno que, com a perda da vegetação original, acabou também com grande parte da fauna. A acumulação natural, nesse ambiente, de sedimentos tanto marinhos como terrígenos e os aterros produzidos pelos homens há vários anos tem modificado o aspecto e as dimensões da Lagoa. O seu formato atual é de um polígono irregular com um perímetro de 7,2 km e a largura máxima de 3 km. O espelho de água é de cerca de 2,5 milhões de m2 com profundidade máxima de 11m (Andreata & Marca, 1996). A rede drenagem que chegava à Lagoa também foi modificada, principalmente através da canalização de rios e retificação de canais, alterando portanto a área de contribuição da bacia que, num primeiro momento, ocasionou a diminuição da quantidade de sedimentos que chegava à Lagoa. No entanto, a medida que a densidade urbana foi aumentando o despejo de esgoto e lixo se tornou comum e a qualidade dos sedimentos que chegavam à Lagoa também mudou (EIA/RIMA, 2002).

O objetivo deste trabalho é o de caracterizar os sedimentos de fundo da Lagoa Rodrigo de Freitas, quanto a sua granulometria e matéria orgânica, assim como as características da morfologia de fundo da Lagoa. Estas informações possibilitam um conhecimento detalhado da superfície de fundo da Lagoa Rodrigo de Freitas, e representam informações básicas para o entendimento do grau de poluição dos sedimentos e para obras de engenharia.

 

Metodologia

-Etapa de Campo:

 O trabalho de campo foi realizado no ano de 2001, quando foi utilizada uma embarcação dos pescadores da Lagoa. Nesta etapa coletou-se 44 amostras de fundo, distribuídas por toda a Lagoa Rodrigo de Freitas (Figura 2). As amostras superficiais foram coletadas com um busca fundo do tipo Van Veen, que coleta em média 1 quilo de sedimento. Para o posicionamento foi utilizado um GPS, pertencente ao Departamento de Geologia da UFRJ.

 

-Etapa de Laboratório.

No Laboratório as amostras (cêrca de 120 g cada) foram divididas para as análises granulométricas e conteúdo de matéria orgânica. Todas as análises foram realizadas no Laboratório de Sedimentologia do Departamento de Geologia da Universidade Federal Fluminense.

 

Metodologia analítica

Para a análise granulométrica, as amostras foram lavadas seguidas vezes com água, para a eliminação dos sais solúveis. As amostras que apresentavam teores >2% de matéria orgânica foram atacadas com água oxigenada (H2O2) para a eliminação da matéria orgânica. A amostras foram então secas e peneiradas, utilizando-se de um jogo de peneiras com abertura de malha para os intervalos de: 2.00; 1.00; 0.500; 0.250; 0.180; 0.125; 0.090 e 0.063mm. O peneiramento foi feito através do uso de um vibrador para separar os diferentes tamanhos da fração areia, com uma intensidade de três ampères (correspondente ao comprimento de onda de 1,0 mm) agitando-as por 15 minutos. Depois de devidamente separada em frações, cada uma é devidamente pesada, o resultado da pesagem é anotado, e finalmente as várias frações são embaladas em sacos plásticos devidamente etiquetados e lacrados. A fração fina < 0.063mm foi feita através do método de pipetagem.

O teor de matéria orgânica  foi determinado somente nas amostras que apresentaram teores de silte e argila superior a 5%, por perda ao fogo, utilizando cerca de 2 gramas seca. A concentração de M.O. foi estabelecida por diferença de massa, após calcinação em mufla, à temperatura de 500ºC, durante 2 horas, em cadinhos de porcelana.

 

Caracteristicas Ambientais da Lagoa Rodrigo de Freitas

A bacia da Lagoa Rodrigo de Freitas abrange os bairros de Ipanema, Lagoa, Humaitá, Jardim Botânico e Gávea e drena as águas da vertente sudeste da Serra da Carioca, apresentando uma área de 23.565.621m2. Os divisores de drenagem que limitam a área da bacia vão desde o Arpoador, passam pelos cumes dos morros do Cabrito e Saudade, até os morros do Corcovado, Alto do Sumaré, Pico da Carioca, morro do Queimado, passando pela Mesa do Imperador, Morro Dois Irmãos, o Alto Leblon e voltando até a praia. A Bacia da Lagoa Rodrigo de Freitas pode ser dividida em dois compartimentos geomorfológicos distintos: o Maciço Costeiro (encostas que drenam os rios que descem do Maciço da Tijuca) e Planície Costeira (área que vai do sopé das encostas do maciço até o mar), que serão caracterizados mais adiante (EIA/RIMA, 2002).

A Lagoa Rodrigo de Freitas nada mais é do que uma laguna costeira, receptora dos sedimentos provenientes das bacias fluviais contribuintes. Justamente por este motivo, a evolução do corpo lagunar, assim como a qualidade de suas águas e, por sua vez, da vida aquática, dependem da qualidade e quantidade do aporte de sedimentos. A qualidade química e física da água da Lagoa é resultado das trocas que se estabelece com o mar através do Canal do Jardim de Alah, somada às contribuições de águas fluviais e pluviais. O resultado da mistura de águas doce e salgadas vai determinar o grau e salinidade da água, que pode ser o fator que vai determinar o estabelecimento ou não de muitas espécies de animais e vegetais (EIA/RIMA, 2002).

O processo de urbanização a cidade do Rio de Janeiro modificou por completo as características da Lagoa. Os sucessivos aterros que se deram às margens da Lagoa foram diminuindo a área ocupada pelo espelho d’água, para dar lugar a novos aparelhos urbanos . Estima-se que 1/3 da área total da Lagoa tenha sido aterrada, tendo como resultado a descaracterização de seu entorno que, com a perda da vegetação original, acabou também com grande parte da fauna. A rede drenagem que chegava à Lagoa também foi modificada, principalmente através da canalização de rios e retificação de canais, alterando portanto a área de contribuição da bacia que, num primeiro momento, ocasionou a diminuição da quantidade de sedimentos que chegava à Lagoa. No entanto, a medida que a densidade urbana foi aumentando o despejo de esgoto e lixo se tornou comum e a qualidade dos sedimentos que chegavam à Lagoa também mudou.

O comportamento hidrológico de uma bacia de drenagem é controlado pelas condições climáticas (quantidade e intensidade das precipitações e temperatura), pela topografia, (área de captação, forma geométrica do relevo, declividade e orientação das encostas), pelas características do solo (granulometria e estrutura), pelas características geológicas e pelas características de cobertura vegetal. Sem esquecer os processos costeiros que ditam a dinâmica das praias e que são relevantes nesta bacia.

Na área em questão, por ser intensamente ocupada, os fatores antrópicos se somam aos acima citados e podem até se tornar determinantes, desencadeando ou acelerando processos secundários, como inundações, deslizamentos, etc (EIA/RIMA, 2002).

 

Morfologia e batimetria da Lagoa Rodrigo de Freitas: 

 

A Lagoa Rodrigo de Freitas é uma típica laguna costeira situada na Zona Sul da cidade do Rio de Janeiro, com poucas semelhanças com sistema aquático natural e original. Sua evolução natural foi em uma enseada aberta para o mar, até o fechamento da orla com a formação da restinga frontal, ao qual se estendeu da Ponta do Arpoador à Ponta do Vidigal, abrangendo os bairros atuais de Ipanema e Leblon. Em 1900,Santos, a Lagoa tinha seis quilômetros de comprimento, limitando-se da base do Morro do Corcovado e Dois Irmãos com um banco de areia que se separava do oceano.(EIA/RIMA,2002).

A Lagoa Rodrigo de Freitas apresenta nos dias de hoje um espelho d’água e cerca de 2 km2  e dimensões aproximadas de 2 km na direção Norte-Sul e 0,8 a 1,6 Km na direção Leste-Oeste. Em seu interior destacam-se a presença de duas ilhas, Ilha Piraquê e Ilha Caiçaras, a primeira localizada na porção noroeste da Lagoa e a segunda localizada na parte sul, próxima ao Canal de Jardim de Alah (EIA/RIMA, 2002).

Após sucessivos aterros, o espelho d’água da Lagoa foi tombado pela prefeitura da cidade, em 1986, com área atual de 2.000.000m2. A perda do espelho d’água deveu-se mais à aterros na margem do que a assoreamento generalizado. Foi se verificada uma diminuição da área muito maior nas menores profundidades, ou seja, próximo às margens. Em sua maior parte, a área em excesso à atual era composta de alagadiços, só coberta por água quando a embocadura da lagoa estava fechada. Quando ocorriam súbitas rupturas da barra da Lagoa, o nível desta descia por mais de 1,0m descobrindo o fundo dos alagadiços.

O levantamento batimétrico mais recente, realizado em dezembro de 1999, mostra que a Lagoa apresente profundidades da ordem de 3 a 4 metros em quase toda a sua extensão, sendo suas margens pouco profundas. Nas extremidades sudoeste e sudeste, ocorrem pequenas depressões, onde são encontradas de até 9m. estas depressões são resultantes das dragagens realizadas na década de 70 para a construção dos Aterros do parque do Cantagalo, hoje conhecido como Parque dos Patins (EIA/RIMA, 2002).

Na foz dos rios Macaco e Cabeça, junto a Ilha Piraquê, existe uma tendência de assoreamento e formação de bancos de areia. Este fenômeno é devido ao carreamento de material sólido por tais rios, que na diminuição da velocidade, este material decanta, vindo assorear a foz e formando bancos de areia (EIA/RIMA, 2002).

A ligação da Lagoa com o mar é feita através do Canal do Jardim de Alah, que atravessa do cordão litorâneo e separa as praias de Ipanema e Leblon. O canal é artificial e tem cerca de 800 metros de comprimento e larguras compreendidas entre 10 e 18 metros. Neste canal, a soleira da comporta está na cota –0,88m (IBGE), e tem atualmente lâmina d’água muito pequena, sendo que na maior parte do tempo a sua embocadura apresenta-se assoreada devido à ação do transporte litorâneo resultante da agitação marítima (EIA/RIMA, 2002).

 

Apresentação dos dados:

 

Sedimentologia da Lagoa Rodrigo de Freitas

 

O crescente interesse na análise dos sedimentos por parte das agências ambientais de diversos países, em seus programas de pesquisa e monitoramento de ecossistemas aquáticos, demonstra a importância que esse compartimento ambiental tem recebido nos últimos anos (Laybauer & Bidone, 2001).

Entre os ecossistemas aquáticos costeiros, as lagoas constituem ambientes deposicionais e reservatórios potenciais de diversos contaminantes, podendo, em determinados locais, atingir níveis de poluição bastante elevados, comprometendo a integridade do ecossistema e das populações (inclusive humana) que façam uso desse recurso (Esteves, 1998).

A Lagoa Rodrigo de Freitas é um dos ambientes que mais vem sofrendo intervenção antrópica no estado do Rio de Janeiro, todos os anos milhares de toneladas de peixes são mortos na lagoa, decorrente da falta de oxigênio na coluna d’água, devido ao despejo de esgoto neste ambiente. Um conhecimento detalhado da poluição deste ambiente é de extrema importância.  Desta forma, a variação textural dos sedimentos de fundo é um dos parâmetros mais importantes a serem levantados, pois os sedimentos representam um compartimento integrador e um dos melhores meios concentradores de poluentes (Laybauer & Bidone, 2001).

A composição granulométrica dos sedimentos de fundo da Lagoa Rodrigo de Freitas varia de 1% à 98% de areia, 1,5 à 76% de silte e 0,3 à 66,7%  de argila (Figuras 3, 4 e 5). Existem uma série de digramas triangulares utilizados para classificar sedimentos dentro de um ambiente sedimentar, como o de Folk (1954, apud Pettijohn, 1975), porém o mais utilizado, e o que melhor sumariza todos os outros diagramas, é o Shepard (1945) (Baptista Neto, 1996). As amostras foram plotadas no diagrama triangular de Shepard e pode-se observar que os sedimentos da Lagoa Rodrigo de Freitas mostram heterogeneidade textural e podem ser agrupadas em quatro classes principais: argila síltica (38,6%), silte argiloso (20,1%), argila-silte-arenosa (18,2%), areia (14%). E em menor escala ocorrem também as classes areia síltica (4,5%), silte (2,3%) e silte arenoso (2,3%).

Pelos dados apresentados observa-se que as frações fina do sedimento, menor que 63µm, ocorrem na grande maioria das amostras da Lagoa Rodrigo de Freitas.

Os teores médios de silte e argila são de 38% e 36%, enquanto os valores máximos atingem 76% e 66,7%, respectivamente. Demostrando a necessidade de um monitoramento ambiental deste ambiente, uma vez que o diâmetro desses grãos determina importantes propriedades físico-químicas, que afetam o potencial de absorção de poluentes. À medida que se reduz o tamalho das partículas, aumenta-se a área superficial específica e a capacidade de troca de cátions, assim como a concentração de poluentes nas mesmas (Laybauer & Bidone, 2001).

Normalmente as partículas minerais presentes no ambiente aquático encontram-se cobertas por finas camadas ou películas (“coatings”) orgânicas, que podem modificar drasticamente sua capacidade de sorção. Essas películas são formadas por substâncias húmicas e biofilmes. Em contraste com a matriz mineral, muitas vezes inerte, os biofilmes podem influênciar, de forma significativa, os processos de sorção, desorção e decomposição de poluentes no meio aquático (Schorer & Eisele, 1997).

Diversos autores têm destacado a tendência da poluição a assorciar-se com a matéria orgância (Vestergaard, 1979, Aragon et al., 1986).

O teor médio de matéria orgânica na fração fina (<63µm) do sedimento de fundo da Lagoa Rodrigo de Freitas é de 14%, com grande amplitude de variação, ou seja, de 0,8% à 51%. Segundo Tucker (1991) a matéria orgânica é um ótimo indicador de dinâmica de fundo. Seus elevados teores devem-se às condições redutoras prevalecentes nos sedimentos de fundo. A distribuição da matéria orgânica indica os diferentes graus de aeração das diversas áreas do ambiente de sedimentação. Quanto maior o teor de matéria orgânica tanto menor o grau de oxigenação. Pelo que pode ser observado a elevada percentagem de matéria orgânica concentrada nos sedimentos de fundo da Lagoa Rodrigo de Freitas, seja consequência tanto da grande quantidade de esgotos (ricos em matéria orgânica) que são despejados no entorno da lagoa, quanto da circulação restrita da lagoa, o que pode ser constatado tanto pela distribuição dos tipos de sedimentos, quanto pela mortandade de peixes que ocorrem no verão.

 

Conclusões:

 

Os processos geomorfológicos e sedimentológicos atuantes na Lagoa Rodrigo de Freitas estão, em grande parte, sendo afetados pelas ações antrópicas, como o assoreamento, dragagens e a poluição ambiental, que além de provocarem mudanças na configuração espacial, influenciam também a qualidade da água poluída pelos esgotos clandestinos que desembocam na Lagoa, comprometendo a fauna e a flora do ambiente.

A Lagoa Rodrigo de Freitas constitui ambiente de deposição e reservatório de contaminantes, possuindo índices elevados de poluição, prejudicando o ecossistema e também os seres humanos que entram em contato com este ambiente.

O processo de sedimentação da Lagoa também é afetado pela poluição, já que este é controlado pelas condições hidrográficas e disponibilidade de sedimentos que não podem  ser classificados como elementos que mantêm suas características naturais, pois tanto os sedimentos quanto as águas que desembocam na Lagoa possuem altos índices de poluição.  Desta forma, a análise granulométrica realizada em laboratório constantou que está área precisa de um monitoramento ambiental, já que o diâmetro dos sedimentos determinam propriedades que afetam a absorção de poluentes. É necessário ressaltar que nos dados alcançados constata-se que que as frações fina do sedimento, menor que 63µm, ocorrem na maioria da Lagoa. Assim, os sedimentos da lagoa são bastante propícios a ter altos índices de poluição, já que quanto mais se reduz o tamanho das partículas, aumenta-se a área superficial específica e a capacidade da troca de cátions, aumentando a concentração de poluentes.

É preciso que haja um planejamento de preservação e revitalização da Lagoa Rodrigo de Freitas por parte dos governantes e uma conscientização contra a poluição desse ecossistema por parte da sociedade para se realizar as mudanças necessárias nesse ambiente.

 

 Referencias Bibliografica:

 

Andreata, J. V & Marca, A.G. 1996. Análise dos níveis de coliformes nas águas da Lagoa Rodrigo de Freitas, Rio de Janeiro - Resultados preliminares resumos III, simpósio IOUSP, realizado no período de 2-6 de dezembro de 1996, Universidade de São Paulo.

 

Aragon, G. T..: Pires. V. S.: Lacerda, L.D. & Patchineelann. S. R. 1986. Distribuição espacial de  nutrientes e metais pesados em sedimentos e águas superficiais em um ecossistema de manguezal. Acta Limnológica Brasileira. 1:365-385.

 

Baptista Neto, J. A. & Silva, M. A. M. 1996. Caracterização dos sedimentos de fundo e dinâmica sedimentar da Enseada de Jurujuba (Baía de Guanabara), Niterói, RJ. Pesquisas 23(1/2): 7-16.

 

Esteves, 1998, F.A. 1998. Fundamentos de limnologia. Rio de Janeiro, Interciência. 602p.

 

Folk, R.L.  & Ward, W.C., 1957. Brazos River Bar: A study in the significance of grain size parameters. Journal of sedimentary petrology, V.27, No.1, Pp.3-26.

 

Laybauer L. & Bidone, E. D.  2001. Caracterização textural dos sedimentos de fundo do Lago Guaíba (Sul do Brasil) e sua importância em diagnósticos ambientais. Instituto de Geociências. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. P. 13-26

 

Pettijohn, F. L., 1975. Sedimentary Rocks - 3º edição Harper & Row, Publishers. 628 pp.

 

Schorer, M. & Eisele, M. 1997. Accumulation of inorganic and organic pollutants by biofilms in the aquatic environment. Water, Air and Soil Pollution, 99:651-659.

 

Shepard, F. P. 1954. Nomenclature based on sand-silty-clay ratios. Journal of Sedimentary Petrology, 24:151-158.

 

Tucker, M. E. 1991. Sedimentary Petrology- Na introduction to the origin of sedimentary rocks. Geocience texts. Backwell Scientific Publications. 200p.

 

Vestergaard, P. 1979. A study of indication of the trace metal pollution of marine areas by analysis of salt marsh soils. Marine Environmental Research, 2:19-31.