Influência do projeto da nova Ponte nas características naturais da Lagoa da Conceição

Por Acqualis Engenharia Hídrica
Publicado em 28 de maio de 2015

A Lagoa da Conceição, localizada em Florianópolis, SC, cidade sede da Acqualis Engenharia Hídrica, é caracterizada pela presença de uma importante laguna costeira conhecida como Lagoa da Conceição. Esse recurso hídrico oferta usos múltiplos, como pesca, turismo, navegação e atividades esportivas, conferindo grande importância econômica e ambiental à região. A ligação com o mar é permanente e assegurada através do Canal da Barra da Lagoa, tornando o sistema complexo como um local de encontro de águas continentais e marítimas, doces e salgadas. A bacia hidrográfica compreende 77,2 km², sendo que 20,7 km² é ocupado pelo corpo d’água (Silva, 2013). A figura abaixo apresenta a localização da Lagoa da Conceição.

Localização LagoaFigura 1: Localização da área de estudo.
Fonte: Silva, 2010.

Rodeado por desenvolvimento humano desordenado, a laguna é também um corpo receptor de carga poluidora incidente de sua bacia. A ocupação urbana na bacia hidrográfica da Lagoa da Conceição e a falta de um sistema de esgotamento sanitário universal e eficiente na região vêm causando a degradação da qualidade de suas águas e impactando a fauna aquática. A balneabilidade e a pesca estão comprometidas em algumas regiões. Este belo e importante recurso hídrico está ameaçado pelos aportes de efluentes domésticos que são lançados diretamente e indiretamente na Lagoa, elevando seus índices de matéria orgânica, nutrientes e coliformes fecais.

O equilíbrio hidrodinâmico e a qualidade da água estão diretamente ligados à capacidade de renovação das águas e ao aporte de poluentes no corpo de água. O padrão de qualidade de água depende da relação entre a carga incidente e a capacidade suporte do sistema hídrico, resumidamente, capacidade do corpo receptor em degradar os seus poluentes. Um dos aspectos que determinam essa capacidade é o tempo de residência da água na laguna e o volume de troca de massa líquida com o oceano. Quanto menor for o tempo de residência e maior o volume de troca das águas, maior será sua capacidade suporte.

A Lagoa da Conceição já foi objeto de alguns estudos por parte da equipe técnica da Acqualis Engenharia Hídrica e do Laboratório de Hidráulica Marítima – LaHiMar, da Universidade Federal de Santa Catarina. Os engenheiros sanitaristas e ambientais da Acqualis Engenharia Hídrica, Felipe Odreski e Júlia Costa Silva, desenvolveram seus estudos de mestrado no LaHiMar com o objetivo de avaliar o comportamento hidrodinâmico e qualidade da água da Lagoa da Conceição. Dando continuidade aos estudos já desenvolvidos, os representantes da Acqualis Engenharia Hídrica vêm estudando algumas possibilidades de melhoria do padrão de qualidade da água da laguna.

A melhoria da qualidade de água da Lagoa da Conceição pode advir de duas ações. A primeira e principal delas é a redução da carga poluidora incidente neste recurso hídrico. A ampliação do sistema de esgotamento sanitário da bacia hidrográfica da Lagoa da Conceição, do qual inclui o bom tratamento dos efluentes, é imprescindível para melhorar a qualidade das águas da laguna e manter o equilíbrio desse frágil e complexo ecossistema. À essas providências devem-se somar outras medidas como uma atuação forte e contínua do governo através de uma fiscalização ostensiva e da adoção de ações punitivas severas.

A segunda ação a ser tomada trata-se de uma medida paliativa que visa à redução do impacto já causado pelos agentes poluidores através do aumento da capacidade suporte desta laguna e/ou tratamento das águas. Atualmente há alguns projetos em estudos que visam aumentar as taxas de renovação e aeração e a dispersão dos poluentes. Diante disso, os engenheiros da Acqualis estudam possíveis impactos positivos e negativos de alguns desses projetos já existentes.

Um dos projetos existentes é a ampliação da ponte da Lagoa da Conceição localizada na Avenida das Rendeiras. Este projeto tem por objetivo melhorar a mobilidade na região e também contribuir para a oxigenação da Lagoa de Baixo, assim chamada a porção sul da laguna, ou ainda, Lagoa Sul. A ponte existente atualmente possui um vão livre de apenas 10m que funciona como um canal “extrangulado”, isolando parcialmente a Lagoa de Baixo e restringindo sua taxa de renovação com o corpo central da laguna. A nova ponte projetada aumentaria o canal de passagem para 100 metros, ampliando o tamanho do canal atual em dez vezes (Diário Catarinense, 2012). As Figuras 2 e 3 demonstram a situação atual e o projeto dea nova ponte.

Ponte na atualidade

Figura 2: Atual ponte das Rendeiras – vão de 10m entre o corpo principal e a Lagoa de Baixo.
Fonte: Panoramio.
Projeto da futura ponte

Figura 3: Projeto da futura ponte – vão com 100m de ligação entre a Lagoa de Baixo e o corpo principal.
Fonte Diário Catarinense, 2012.

A emissora de televisão Band Santa Catarina realizou uma matéria sobre a nova ponte no dia 27 de fevereiro de 2012. No link abaixo é possível assistir a reportagem com detalhes do projeto.

Fonte: BAND Santa Catarina, 2012.

Os engenheiros Felipe Odreski e Júlia Costa Silva avaliaram em estudos preliminares os impactos positivos e negativos desta obra quanto à hidrodinâmica e a qualidade da água da Lagoa da Conceição. Para isso, foram utilizadas ferramentas de modelagem numérica que permitiram representar o diagnóstico atual e simular prognósticos de qualidade de água considerando a implantação da nova ponte. Os resultados foram confrontados entre si.

O modelo utilizado para realizar o trabalho foi o sistema de modelagem numérica de água Mohid Water e os engenheiros utilizaram no estudo a base de dados do estudo desenvolvido por Silva (2013), que consolida informações de mais de 10 anos de levantamento de dados batimétricos, além de parâmetros biológicos de qualidade de água.

Para alimentar o modelo numérico, foram levantados em campo dados do nível maregráfico na região, de vazão do principal afluente de água doce da laguna e do nível interno da Lagoa da Conceição. As campanhas de instalação, monitoramento e análise dos dados foram executados em atividades de pesquisa do Lahimar com apoio da Acqualis Engenharia Hídrica. Todas as séries históricas obtidas foram consistidas e serviram como parâmetros de entrada das simulações numéricas. A Figura 4 ilustra o sistema de monitoramento fluvial do rio João Gualberto, norte da laguna, e a Figura 5 apresenta o marégrafo Digilevel, construído pela COPPE-UFRJ, instalado no corpo principal da Lagoa da Conceição próximo ao canal da Barra da Lagoa.

Fluvial

Figura 4: Sistema de monitoramento fluvial em operação.
Digilevel

Figura 5: Marégrafo Digilevel instalado no corpo principal da laguna.

Como indicador do aporte de poluentes, Silva (2013) utilizou a concentração de Escherichia coli por ser a única bactéria que dá garantia de contaminação exclusivamente fecal e seus dados foram obtidos do programa de balneabilidade de FATMA – Fundação do Meio Ambiente de Santa Catarina.

Os cenários atual e futuro foram representados a partir dos mesmos dados levantados, onde a única modificação entre eles ocorre na geometria do canal de ligação entre a Lagoa de Baixo e o compartimento principal. No cenário atual, o vão de ligação apresenta 10 metros de extensão, passando para 100 metros no cenário futuro, conforme prevê o projeto. O período de análise das simulações corresponde ao período de dados levantados entre 22/12/2012 até 25/02/2013, totalizando 63 dias de análise. Dados coletados em períodos anteriores serviram para aquecimento e calibração do modelo.

Assim como outros estudos, os resultados obtidos por Odreski (2012) e Silva (2013) apontam que a atual ponte funciona como um filtro de maré, minimizando a energia maregráfica que alcança o corpo principal da laguna. Os resultados indicam que a ampliação da ponte faz com que o nível de água fique mais susceptível à variação do nível maregráfico. A Figura 6 e a Figura 7 apresentam a variação do nível no cenário atual e no cenário futuro ao centro da Lagoa de Baixo e Lagoa Central, respectivamente.

Observa-se na Figura 6 que a ampliação da ponte faz com que os níveis de água na Lagoa Sul atinjam valores mínimos inferiores aos do cenário atual. Além disso, fica evidente na Figura 6 que a Lagoa Sul apresenta maior sensibilidade às componentes de baixa frequência de maré no cenário futuro. As oscilações de curto período ficam representadas ao longo de toda série devido aos efeitos das componentes de maré astronômica que passam a ser sentidas na Lagoa de Baixo no Cenário Futuro.

serie nivel lagoa baixo

Figura 6: Nível d´água na Lagoa Sul – Cenário Atual e Futuro.

Analisando as séries de nível das Figuras 6 e 7, verifica-se uma grande diferença dos níveis mínimos entre os dois cenários e em ambas as localizações da Lagoa da Conceição. A maior diferença foi verificada no quinto dia de simulação, dia 26/12/2012. As séries temporais de vazão fluvial da bacia hidrográfica e do nível externo do mar indicam que nesse período as descargas de água doce na laguna estavam elevadas e o nível maregráfico baixo. Nessa condição descrita acima, observa-se na Figura 6 que a ampliação da ponte faz com que os níveis de água na Lagoa Sul atinjam valores mínimos bem inferiores aos do cenário atual. Isto é reflexo do gradiente hidráulico que se forma entre o nível externo e interno da laguna, o qual “empurra” a água da Lagoa de Baixo para o corpo principal. Em contrapartida, os níveis mínimos de água da Lagoa Central crescem nessas condições, uma vez que a massa de água que sai da Lagoa Sul atinge o corpo principal da laguna mais rapidamente e em maior volume, como pode ser visto na Figura 7 abaixo.

serie nivel lagoa do meio

Figura 7: Nível d´água no corpo central da laguna – Cenário Atual e Futuro.

As Figuras 8 e 9 abaixo apresentam o campo residual de nível para os dois cenários simulados, representando o nível médio ao longo de todo período simulado. Observa-se que a abertura da ponte fez o nível de água médio na Lagoa Sul reduzir. Seguindo na análise dos níveis, as Figuras 10 e 11 ilustram o campo de nível na Lagoa da Conceição para os cenários Atual e Futuro no instante do menor nível maregráfico observado durante as medições, próximo ao quinto dia de simulação, dia 26/12/2012. Observa-se que neste instante, o aumento do vão da ponte fez diminuir o nível na Lagoa de Baixo em até 20 cm.

Nivel residual atual

Figura 8: Nível residual – Cenário Atual.
nivel residual futuro

Figura 9: Nível residual – Cenário Futuro.
 nivel 5 dia atual

Figura 10: Nível no quinto dia de simulação – Cenário Atual.
 nivel 5 dia futuro

Figura 11: Nível no quinto dia de simulação – Cenário Futuro.

A Figura 12 ilustra os resultados dos campos de velocidade nos dois cenários para o quinto dia de simulação. Verifica-se no cenário futuro um aumento nas velocidades representadas pelas manchas claras que partem da Lagoa de Baixo rumo ao canal da Barra da Lagoa, evidenciando maior transporte de massa líquida.

Os quadrados representados na parte inferior da Figura 12 procuram detalhar os campos de velocidade no mesmo instante de simulação no canal de ligação entre o corpo lagunar principal e a Lagoa de Baixo. O aumento do vão de comunicação no cenário futuro modifica fortemente as velocidades em toda região próxima.

Velocidades

Figura 12: Campos de Velocidade no Cenário Atual e Futuro.

O campo de salinidade residual do período simulado de ambos os cenários estão exibidos nas Figuras 13 e 14. Conforme esperado, o aumento do canal de comunicação eleva a troca de massa líquida entre o corpo principal e a Lagoa Sul. Dessa forma, as águas do corpo principal da laguna ganham mais acessibilidade até a Lagoa de Baixo, elevando sua salinidade média em 0,65 PSU.

Salinidade Atual

Figura 13: Salinidade residual – Cenário Atual.
Salinidade Futuro

Figura 14: Salinidae residual – Cenário Futuro.

As análises de coliformes fecais realizadas revelam o impacto da ocupação humana sobre a qualidade de água. As maiores concentrações são observadas nas regiões de maior ocupação populacional. As Figuras 15 e 16 apontam os campos residuais das concentrações de E. coli na Lagoa da Conceição nos cenários Atual e Futuro, respectivamente. Não se observam variações significativas entre os dois cenários, revelando que o aumento do vão da ponte não traria melhorias referentes às concentrações de Coliforme Fecal e balneabilidade no local.

Coliformes Atual

Figura 15: Concentração de E. Coli residual – Cenário Atual.
Coliformes Futuro

Figura 16: Concentração de E. Coli residual – Cenário Futuro

As Figuras 17 e 18 ilustram a concentração de E. coli no momento de menor nível maregráfico observado no período, referente ao quinto dia de simulação. Este instante foi responsável pela maior variação dos níveis, velocidades e coliformes fecais entre os dois cenários. Faz-se possível observar que as proximidades norte e sul da ponte apresentam manchas mais intensas no cenário futuro, representando incremento na contaminação fecal nessa região. Isto acontece devido a amplificação do poder de dispersão do poluente no local. O maior aumento foi verificado nas proximidades do lado norte da ponte, com crescimento de até 4.000 NMP/100mL. A abertura da ponte do cenário futuro e as condições meteo-oceanográficas deste dia de simulação intensificaram o escoamento da Lagoa Sul para a Lagoa Central, carreando a contaminação presente da Lagoa de Baixo para o corpo principal.

Coliformes 5 dia Atual

Figura 17: Concentração de E. Coli no quinto dia simulado – Cenário Atual.
Coliformes 5 dia Futuro

Figura 18: Concentração de E. Coli no quinto dia simulado – Cenário Futuro.

Considerações Finais

O estudo apontou que a ampliação do vão da ponte para 100m altera os padrões hidrodinâmicos nas proximidades do canal. Além disso, a Lagoa de Baixa passa a sentir componentes de maré astronômica, visualizado nas oscilações de baixa frequência ao longo do tempo. Ao mesmo tempo, os campos de velocidade próximos ao canal sofrem aumento que permitem ampliar a transferência de massas d’água entre os dois compartimentos da laguna.

A ampliação do vão da ponte aumentou a salinidade na Lagoa da Baixo devido a maior sensibilidade às variações maregráficas nessa região da laguna e ao aumento do volume de troca de água com o corpo principal.

Apesar de se observar uma elevação na taxa de transferência de água do corpo principal com a Lagoa Sul, o novo cenário não traz benefícios para concentração residual de coliformes fecais, sendo incapaz de modificar com consistência as características de balneabilidade da Lagoa da Conceição. Observa-se apenas uma amplificação no poder de dispersão dos coliformes que transfere um incremento das concentrações do mesmo em alguns pontos entre o vão da nova ponte e a entrada do canal da Barra da Lagoa.

Faz-se importante ressaltar que esta é uma análise preliminar e de apenas um dos parâmetros de qualidade de água. A indisponibilidade atual de outros parâmetros coletados em campo impossibilita outras análises, como oxigênio, DBO e nutrientes. É imprescindível avaliar outros parâmetros de qualidade de água e condições meteo-oceanográficas no intuito de verificar a interferência desse projeto de uma maneira mais ampla e sobre outros aspectos.

Destaca-se ainda que este é um estudo de investigação científica por parte dos engenheiros da Acqualis Engenharia Hídrica e que não teve nenhum propósito comercial ou valor financeiro agregado. O uso das informações contidas neste documento não pode ser feito como embasamento em projetos e consultorias comerciais, necessitando de informações e investigações extras.

Para maiores informações sobre a Acqualis Engenharia Hídrica, acesse:

www.acqualisengenharia.com.br

 

Curta nossas Fan Pages no FACEBOOK e LINKEDIN e fique por dentro de nossas oportunidades de trabalho e das últimas notícias do mundo das águas.

Facebook_Claro Linkedin_Claro

 

Referências Bibliográficas

BAND SANTA CATARINA. 2012. Disponível em http://www.bandsc.com.br/canais/noticias/prefeitura_de_florianopolis_apresenta_projeto_de_construcao_de_uma_ponte_na_lagoa_da_conceicao.html.

DIÁRIO CATARINENSE. 2012. Disponível em http://diariocatarinense.clicrbs.com.br/sc/geral/noticia/2012/12/projeto-da-prefeitura-para-a-lagoa-da-conceicao-em-florianopolis-preve-nova-ponte-no-local-3993097.html.

ODRESKI, L. F. R. Influência Hidrológica nos processos hidrodinâmicos da Lagoa da Conceição – Florianópolis – SC. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental), UFSC, Florianópolis, Santa Catarina. 2012.

PANORAMIO. 2015. Disponível em http://www.panoramio.com/photo/80609242?source=wapi&referrer=kh.google.com.

SILVA, J. C. Análise numérica da influência dos aportes fluviais e antrópicos sobre a hidrodinâmica residual e a qualidade da água da Lagoa da Conceição – Florianópolis – SC. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental), UFSC, Florianópolis, Santa Catarina. 2013.