Geoengenharia e inspecção de obras marítimas: da matéria-prima à estrutura de protecção

Mestrado em Minerais e Rochas Industriais - GéotecniaEsta dissertação aborda um tema que se baseia nos princípios da dinâmica do litoral costeiro e em particular, na sua erosão. Este fenómeno pode causar consideráveis prejuízos, com particular incidência nas frentes urbanas, colocando em risco pessoas e bens gerando, por isso, um particular interesse não só por parte dos investigadores, como também da comunicação social. Assim, este estudo foi baseado em trabalho de campo efectuado junto da povoação de Espinho (NW de Portugal), bem como numa pesquisa histórica e na análise de fotografias aéreas do litoral considerado. Com os dados obtidos foi possível estudar a dinâmica litoral na faixa costeira de Espinho desde o final do Século XIX e apresentar uma reflexão sobre o ordenamento do território na faixa costeira urbana. A ferramenta SIG (Sistemas de Informação Geográfica) foi aplicada no presente estudo de modo a compreender a dinâmica geológica e geomorfológica de Espinho. A extensão DSAS (Digital Shoreline Analysis System) foi utilizada na análise das alterações da linha de costa, de modo a desenvolver a investigação deste importante aspecto da gestão costeira. Com os dados disponíveis foi elaborada uma base de dados em SIG, representativa do estado da área em estudo e que incluiu informação sobre algumas das obras marítimas ao longo da costa de Espinho, nomeadamente dados sobre a sua construção, monitorização e observações sobre futuras reparações. Esta abordagem permitiu a criação de uma base interactiva para a monitorização e gestão da zona costeira da faixa costeira de Espinho, possibilitando a formulação de algumas medidas face à ocorrência de alguns cenários desastrosos, em termos de invasões do mar. Em Portugal, os esporões são uma das estruturas de protecção costeiras mais usadas. Este estudo apresenta uma proposta metodológica para a inspecção e cartografia destas e doutras estruturas de protecção costeira. A rocha natural de boa qualidade é frequentemente aplicada como material de construção em ambiente hidráulico, e quando aquela não apresenta o tamanho ou qualidade adequados podem, por vezes, ser aplicados blocos artificiais (geralmente betão). Ao longo de quatro sectores na zona de Espinho, foi desenvolvida e integrada numa base SIG georreferenciada uma cartografia aplicada ao manto resistente das estruturas de protecção costeira. Foram avaliados diversos parâmetros geotécnicos e geomecânicos, com os quais foi possível definir um zonamento geotécnico do manto resistente das estruturas. Os resultados indicam uma tendência geral da erosão a Sul da área costeira de Espinho e uma acreção a Norte. A metodologia desenvolvida demonstrou a necessidade de aplicar estas caracterizações geotécnicas às estruturas de protecção costeira, as quais permitem diagnosticar o seu grau de degradação e/ou deterioração, prevendo trabalhos de monitorização e manutenção mais eficientes, possibilitando assim ter alguns benefícios económicos. Esta metodologia encontra-se ainda em desenvolvimento e exige novas progressões em termos de aumento da área de estudo, de tempo e tipo de estruturas. Este trabalho pretende ser um contributo na obtenção desses objectivos. ABSTRACT: This dissertation approaches the coastal littoral dynamics principles and, particularly, its erosion processes. This phenomenon may cause serious damages, especially in urban areas, jeopardizing people and assets, generating therefore special attention not only by researchers but also by the media. Hence, this study was based on field inquiries to the local population of Espinho (NW Portugal), as well as on historical research and on the analysis of aerial photos of the coastal area. These data allowed the study of the dynamic coastal system of Espinho since the XIX Century, and a reflexion about the urban coastal landscape management. GIS (Geographical Information Systems) tools were applied contributing to the understanding of the geologic and geomorphological dynamics of Espinho area. In order to develop the investigation of the shoreline changes an extension of ArcGis, entitled Digital Shoreline Analysis System (DSAS) was applied. A GIS-based monitoring project was compiled, which gathers information on all coastal works located along Espinho shoreline, focusing especially on construction, monitoring and repairing aspects. This approach provided a sound basis for monitoring and management of the coastal zone, namely in what concerns to plan security measures concerning the occurrence of disastrous episodes of sea invasions. In Portugal groynes are one of the most common shoreline protection structures. This study presents a methodological proposal for the inspection and mapping of these coastal protection structures. Natural rock of good quality is commonly used as a construction material in a hydraulic environment; nevertheless when this material isn’t available then artificial units (usually concrete) may be used. An applied cartography of the armour layer of four sectors on Espinho area was first developed in a georeferenced GIS base. Several geotechnical and geomechanical parameters were assessed which allowed defining a geotechnical zonation of the armour layers of these structures. The results show a general tendency to erosion to the South of the Espinho coastal area and an accretion to the North. The developed methodology has proved the necessity to apply geological-geotechnical characterization to the coastal structures, since they allow the degradation diagnosis of the structures. Moreover, this methodology can prevent a more efficient monitorization and maintenance, with economic benefits. This methodology is still in progress and requires new developments, namely in terms of a bigger study area, an extension of time and type of structures. This project aims to be a contribution in pursuing such purposes