O Sistema Lagunar Piratininga-Itaipu, composto pelas Lagoas de Piratininga e Itaipu (Figura 1), está localizado no município de Niterói, no estado do Rio de Janeiro. A Lagoa de Itaipu comunica-se com o mar através do Canal de Itaipu, um canal de maré que permanece assoreado na maior parte do tempo. A Lagoa de Piratininga, no lado oposto, está conectada ao mar por meio do Túnel Tibau, uma conexão marítima escavada em um promontório rochoso, que tem sido frequentemente afetada por desabamentos tanto em seu interior, quanto em sua saída para o mar. Essa condição limita significativamente a circulação da água, tornando a lagoa potencialmente isolada do oceano e intensificando problemas relacionados à má qualidade da água, que frequentemente causa mortalidade de peixes.

As duas lagoas estão interligadas pelo Canal Camboatá, cuja capacidade de fluxo está atualmente reduzida por conta de assoreamento, intensificando ainda mais os impactos ambientais na região. Desempenhando um papel estratégico no contexto ambiental e turístico regional, essas lagoas representam importantes remanescentes de ecossistemas costeiros, caracterizados por vegetação de restinga e fragmentos da Mata Atlântica.

Tanto a Laguna de Piratininga, quanto a de Itaipu, são polos recreativos e turísticos valorizados, atraindo visitantes por suas paisagens naturais, praias calmas e relevância cultural, especialmente entre comunidades tradicionais de pescadores.

Figura 1 – Localização e detalhamento dos principais elementos do sistema lagunar Piratininga-Itaipu. Fonte: Adaptado do Google Earth.

A Laguna de Piratininga, mostrada na Figura 2, é a maior dentre as duas lagunas do sistema lagunar. Com uma área aproximada de 2,87 km² e profundidade média de 0,5 m, segundo, possui também características típicas de ambientes costeiros tropicais, alta biodiversidade e importância para a pesca artesanal.

Figura 2 – Imagem de satélite da Laguna de Piratininga. Fonte: Google Earth.

Nas últimas décadas, Piratininga tem enfrentado sérios problemas ambientais que comprometem sua qualidade e sustentabilidade ecológica. O acúmulo de sedimentos resultante de atividades antrópicas e de processos naturais reduzem a profundidade e dificultam a troca de água com a laguna vizinha, limitando a renovação hídrica e promovendo a estagnação, fato agravado pela obstrução do Túnel do Tibau.

A principal fonte de contaminação do sistema lagunar é o despejo de esgotos não tratados diretamente na lagoa e nos rios que desaguam nela. Nos últimos anos, a prefeitura municipal de Niterói vem promovendo programa Pró-Sustentável, que implementou melhorias em termos de urbanização, infraestrutura e sustentabilidade ambiental na região. Dentre as intervenções realizadas, está a implementação de jardins filtrantes no entorno da Laguna de Piratininga, que promovem a limpeza das águas dos rios antes de chegarem na lagoa. Maiores detalhes sobre o Pró-Sustentável podem ser encontrados em seu portal: https://www.prosustentavel.niteroi.rj.gov.br/. A região onde estão instalados os jardins filtrantes pode ser vista na Figura 3.

Figura 3 – Jardins filtrantes instalados na Laguna de Piratininga. Na imagem a) pode-se ver os tanques destinados à decantação, na b) e c) os jardins destinados aos momentos de filtragem e na d) o deságue na laguna. Fonte: Acervo pessoal da autora.

Inaugurado em 2008, o Túnel do Tibau é escavado em rocha e liga a Laguna de Piratininga ao oceano. O túnel vem apresentando histórico recorrente de desmoronamento de rochas em seu interior, o que ocasiona obstrução parcial do fluxo de água. Segundo noticiários locais, foram registrados três desmoronamentos e duas intervenções para restauração do túnel, que atualmente encontra-se obstruído. Sendo assim, o Túnel do Tibau não vem promovendo a renovação de águas esperada na Lagoa de Piratininga. O túnel conta com uma soleira (ou barragem) em sua entrada na lagoa (Figura 4 e Figura 5), que impede que o nível de água da Lagoa de Piratininga fique baixo demais durante as marés mais baixas. Isso ocorre para que o fundo da lagoa não fique seco e exposto, o que poderia gerar maus odores.

Figura 4 – Embocadura lagunar do Túnel do Tibau. Destaque para a) entrada do túnel e b) indicação de parte da soleira. Fonte: Acervo pessoal da autora.

Figura 5 – Estrutura atual de conexão do Túnel do Tibau com a Laguna de Piratininga, com indicação da cota da soleira. a) foto tirada de cima da estrutura, b) foto da mesma estrutura tirada no sentido da laguna. Fonte: Acervo pessoal da autora.

A porção oeste da Lagoa de Piratininga, próxima ao Túnel do Tibau, é tida como ponto crítico do sistema lagunar, com maior ocorrência de mortandade de peixes e maior índice de águas estagnadas. Sendo assim, a obstrução mesmo que parcial do fluxo pelo túnel, prejudica e muito a qualidade das águas da laguna.

Até meados do século 20, as lagunas de Piratininga e Itaipu eram sistemas independentes. Contudo, em 1946, foi aberta a ligação pelo Canal de Camboatá (Figura 6), que permitiu a comunicação entre as duas lagunas. A obra foi feita com o intuído de evitar as enchentes que ocorriam com frequência na época. No entanto, tal fato causou alteração do nível de água em Piratininga, ocasionando transformações nas condições hidráulicas e ambientais do sistema.

Desde sua abertura, em 1946, o canal desempenha um papel importante na hidrodinâmica do sistema, influenciando o transporte de sedimentos e a renovação da água nas duas lagunas. Essa conexão entre Piratininga e Itaipu contribui para a distribuição de nutrientes e, em certos momentos, para a troca de organismos entre os dois ambientes, favorecendo a biodiversidade e o equilíbrio ecológico do sistema lagunar.

Segundo MACH & LONGO (1998), após aberto, o Canal de Camboatá recebeu a instalação de comportas, objetivando regulação de nível de água para a Laguna de Piratininga. No entanto, essas comportas foram desativadas e as estruturas ficaram abandonadas (Figura 6a), dificultando o fluxo de água e agravando a deposição de sedimentos na área. Outro agravante encontrado foi a presença de bancos de sedimentos, rochas emersas (Figura 6b), e vegetação reduzindo a calha do canal (Figura 6c), o que igualmente contribui negativamente para o fluxo de água através do canal.

Figura 6 – Canal de Camboatá com destaque para a) estrutura da antiga comporta, b) acúmulo de sedimentos e rocha emersa e c) estrangulamento da seção causado pelo crescimento da vegetação. Fontes: Google Earth e acervo pessoal.

Considerando as restrições ao fluxo de água observadas no Canal de Camboatá, bem como a obstrução do Túnel do Tibau, no momento a Laguna de Piratininga não possui nenhuma de suas conexões com o mar funcionando plenamente.

1.1 Laguna de Itaipu

A Laguna de Itaipu, mostrada na Figura 7 e situada ao lado da Laguna de Piratininga, possui uma área total de aproximadamente 1,0 km², com o dobro desta área em alagadiços no entorno. Sua profundidade média varia em torno de 1,3 m. A Laguna de Itaipu tem importância ecológica e econômica, abrigando várias espécies de peixes e vegetação aquática que sustentam atividades de pesca, esportes aquáticos, ecoturismo e lazer para a comunidade local.

Figura 7 – Imagem de satélite da Laguna de Itaipu. Fonte: Google Earth.

Assim como a Laguna de Piratininga, a Laguna de Itaipu enfrenta desafios ambientais que comprometem sua integridade ecológica. O assoreamento de seu canal de maré, causado pelo depósito de sedimentos trazidos pelas ondas, e a limitada conexão com o oceano têm reduzido a renovação de suas águas, o que, por sua vez, favorece a estagnação e contribui para problemas de qualidade da água. A Figura 8 mostra regiões emersas localizadas no trecho em que a laguna encontra o Canal de Itaipu, responsável por sua conexão com o mar.

Figura 8 – Região da Laguna de Itaipu que encontra o canal mostrando partes emersas consequência do assoreamento. Fonte: Acervo pessoal da autora.

1.1.1 Canal de Itaipu

O Canal de Itaipu é a principal conexão do sistema lagunar com o oceano, possuindo assim papel fundamental na troca de massas d’água e manutenção da qualidade ambiental do sistema, contribuindo para a estabilidade ecológica e ajudando a mitigar os efeitos da eutrofização, favorecendo assim a biodiversidade aquática e as atividades de pesca locais.

Figura 9 – Vista das Praias de Camboinhas e Itaipu, em momento anterior à abertura do Canal de Itaipu. Fonte: Almiro Baraúna, 1958 (LABHOI, UFF).

Com o aumento da ocupação urbana, o canal passou a sofrer intervenções para manter sua funcionalidade. Dentre essas, destacam-se a tentativa de estabilização da embocadura, ocorrida na década de 70, com a instalação de guia-correntes e algumas ações de dragagem para promover navegabilidade. Essas estruturas rígidas ligadas à costa têm como objetivo de proteger a embocadura da deposição excessiva de sedimentos. Entretanto, tais estruturas são demasiadamente curtas, não cumprem efetivamente sua função e não evitam que o assoreamento na região ocorra, como pode ser visto na Figura 10. Para evitar o assoreamento do Canal de Itaipu, tais estruturas deveriam ser prolongadas até maiores profundidades. Mesmo com essa limitação, pela proximidade com o mar, a qualidade das águas da Laguna de Itaipu é superior à observada na vizinha Laguna de Piratininga.

 Figura 10 – Canal de Itaipu atualmente. Nas imagens é possível visualizar forte assoreamento tanto a embocadura lagunar, quanto na embocadura marítima do canal. Autor: Leandro Matheus (cortesia).

2 RESULTADOS

Os resultados a seguir caracterizam a variação de níveis de água e a circulação hidrodinâmica no Sistema Lagunar Piratininga-Itaipu. A Figura 11 apresenta as variações de nível de água nas Lagoas de Piratininga e Itaipu, em comparação com o nível de água no mar. A subida e descida dos níveis de água a cada 6 horas ocorrem em funções das marés, que são resultantes da ação que a Lua e o Sol exercem nas massas de água do planeta. Já as variações do nível médio, que ocorrem em uma escala de tempo, são devidas a efeitos meteorológicos no oceano, como por exemplo ventos fortes e passagem de frentes frias na costa sul e sudeste do Brasil. No 10º e 26º dia, por exemplo, observam-se rebaixamento do nível médio, enquanto no 24º dia observa-se subida do nível médio do mar e das lagoas.

Figura 11 – Séries temporais das variações de níveis d’água. Referência de Nível: Nível de Redução da Carta Náutica 1511 DHN.

A Figura 12 apresenta correntes hidrodinâmicas no sistema lagunar em momento de maré enchente. Na maior parte das duas lagoas a circulação é bastante fraca, com correntes mais fracas que 5 cm/s. Entretanto, as correntes tendem a ser mais fortes no canal. Notam-se correntes de até 0,8 m/s no Canal de Itaipu, contornando os bancos de areia existentes. É possível notar ainda água adentrando a Lagoa de Piratininga por cima da soleira do túnel do Tibau.

Figura 12 – Velocidades obtidas em momento de PM de SZ. Detalhes da velocidade de corrente e sentido de fluxo na entrada do canal de maré.

2.1 Taxa de Renovação de Águas

A seguir apresentam-se análises da evolução das taxas de renovação de águas e idade da água ao longo sistema lagunar. Em uma abordagem simplificada, as taxas de renovação de água podem ser vistas como o percentual de “águas novas”, advindas do mar ou de afluentes, em variadas regiões de um corpo de água. Já a idade da água indica regiões que estão com águas mais antigas e águas mais novas. Maiores idades da água indicam regiões mais estagnadas, com menos troca de massas de água com o mar, enquanto regiões com menos idade indicam maior renovação de águas.

A Figura 13 apresenta uma comparação entre as taxas de renovação de água no sistema Lagunar Piratininga-Itaipu no Cenário Base e no cenário com o Túnel do Tibau Fechado. Mesmo com o Túnel do Tibau funcionando, a região oeste da Lagoa de Piratininga já apresenta menores taxas de renovação. A situação piora bastante com o Túnel do Tibau fechado, com as taxas de renovação despencando na região.

Conforme revela a Figura 14, a renovação de águas na Lagoa de Itaipu aumenta significativamente com a dragagem do Canal de Itaipu. Entretanto, os efeitos na Lagoa de Piratininga são pouco perceptíveis.
A Figura 15 mostra o cenário no qual o Canal de Camboatá e o Canal de Itaipu estão dragados, enquanto o Túnel do Tibau está desobstruído. Neste cenário, as taxas de renovação de águas aumentam significativamente em todo o sistema lagunar, inclusive no oeste da Lagoa de Piratininga

Os resultados de idade da água corroboram essas conclusões. Nota-se na Figura 17 a formação de um bolsão de águas mais antigas na região oeste da Lagoa de Piratininga no cenário em que o Túnel do Tibau está fechado.

Já na Figura 18 é possível perceber que quando se desobstruem simultaneamente o Canal de Camboatá e o Canal de Itaipu, o Sistema Lagunas como um todo tende a apresentar idades da água mais baixas, indicando maior renovação de águas em todas as regiões das duas lagoas. Isso ocorre porque, ao aumentar-se a capacidade fluxo de água pelo canal, induz-se uma célula de circulação hidrodinâmica que traz águas novas do mar através do Túnel do Tibau. Essas águas atravessam toda a Lagoa de Piratininga, renovando suas águas e encontram-se com as águas provenientes dos rios afluentes da Lagoa. Esta mistura de águas deixa a Lagoa de Piratininga pelo Canal de Camboatá, chegando à Lagoa de Itaipu e posteriormente ao mar pelo Canal de Itaipu. A Figura 18 ilustra essa situação.

Figura 13. Evolução das Taxas de Renovação de Águas no Sistema Lagunar Piratininga-Itaipu no Cenário Base e com o Túnel do Tibau Fechado. Contador em horas após início da simulação.
 

Figura 14. Evolução das Taxas de Renovação de Águas no Sistema Lagunar Piratininga-Itaipu no Cenário Base e com o Canal de Itaipu Dragado. Contador em horas após início da simulação.

Figura 15. Evolução das Taxas de Renovação de Águas no Sistema Lagunar Piratininga-Itaipu no Cenário Base e com os Canais Otimizados. Contador em horas após início da simulação.

Figura 17. Evolução da Idade da Água no Sistema Lagunar Piratininga-Itaipu no Cenário Base e com o Túnel do Tibau Fechado. Contador em horas após início da simulação.

Figura 18. Evolução da Idade da Água no Sistema Lagunar Piratininga-Itaipu no Cenário Base e com os Canais Otimizados. Contador em horas após início da simulação. 

Figura 18. Célula de circulação criada pela desobstrução do Canal de Camboatá.
A dragagem e desobstrução do Canal de Camboatá é uma intervenção importante e necessária para aumento da renovação de águas no sistema lagunar como um todo. Entretanto, em consequência, os níveis de água da Lagoa de Piratininga tendem a diminuir, podendo haver exposição do fundo durante períodos de marés mais baixas. Essa intervenção deve ser cuidadosamente avaliada. Como alternativa, pode-se pensar em dragagem de menos porte, ou ainda na implementação de uma nova soleira na entrada do Canal de Camboatá, de modo a impedir que os níveis de água reduzam a valores indesejados.

3 PRINCIPAIS CONCLUSÕES

• A porção oeste da Lagoa de Piratininga apresenta uma clara tendência de estagnação e pouca renovação de águas. O Túnel do Tibau desempenha um papel fundamental na mitigação desse comportamento, pois quando está operacional, fornece águas novas do mar para essa região.
• As vazões fluviais são atualmente a principal fonte de renovação de águas no setor central da Lagoa de Piratininga. Essa conclusão reforça a importância da coleta e tratamento de esgoto na região, bem como do sistema de jardins filtrantes implementados pela Prefeitura de Niterói para melhorar a qualidade da água dos rios que deságuam na Lagoa.
• A dragagem e desobstrução dos Canais de Camboatá e Itaipu criam uma célula de circulação que melhora significativamente a renovação de águas no sistema lagunar como um todo, sobretudo na região oeste da Lagoa Piratininga.
• A coluna de água na Lagoa de Piratininga diminuiu de 0,1 a 0,2 m nos cenários em que o Canal Camboatá foi dragado. Esse fato sugere que se deve dar atenção a essa intervenção, pois ela pode levar à exposição do fundo. Como alternativa, uma soleira adicional pode ser implementada na embocadura do Canal Camboatá, para controle do nível da água. Diferentes cenários de dragagem também podem ser estudados, para que os benefícios hidrodinâmicos possam ser alcançados sem expor excessivamente o fundo.
• A dragagem do Canal de Itaipu traz benefícios importantes para a Lagoa de Itaipu, mas não apresentou influência significativa na dinâmica da Lagoa de Piratininga como uma medida isolada. No entanto, em associação com outras intervenções, é uma medida importante para todo o Sistema Lagunar. Além disso, a estabilidade de sua seção transversal a longo prazo – sua capacidade de permanecer desassoreado – dependeria da implementação de guia-correntes adequados, que teriam que se estender para profundidades maiores.

Análises mais detalhadas, bem como outros aspectos do estudo executado, podem ser encontrados do relatório técnico do projeto. Todos os dados utilizados neste estudo estão disponíveis neste portal.