análise de sistemas de circulação secundários com foco na vorticidade na praia da armação: uma análise através de imageamento remoto

Abstract

Este estudo apresenta uma investigação sobre sistemas de circulação secundários, com enfoque na análise de vorticidade e classificação morfodinâmica, tendo como objeto de estudo a praia da Armação, localizada na região sul da Ilha de Santa Catarina, durante o mês de maio de 2024. A classificação morfodinâmica foi realizada por meio da análise de imagens médias e de média móvel, as quais permitiram caracterizar as feições morfológicas da praia ao longo do período estudado. A metodologia empregada baseou-se na técnica de velocimetria por imageamento de partículas (PIV), a qual permite determinar a velocidade e a direção de um escoamento por meio da correlação de partículas em uma sequência de quadros extraídos de vídeos capturados em intervalos de tempo pré-estabelecidos. Para a aquisição dos dados, foi utilizada uma câmera Mobotix M24, instalada no telhado de um edifício no bairro da Armação, posicionada de modo a garantir um campo de visão abrangente de toda a extensão da praia. Os vídeos, com duração aproximada de dez minutos, foram posteriormente convertidos em uma série de quadros, os quais foram submetidos a tratamentos específicos para a geração de imagens de brilho máximo, imagens de média móvel e imagens médias. Esses procedimentos visaram identificar morfologias na linha de praia e fornecer subsídios para a análise subsequente por PIV. Além dos dados obtidos por imageamento, foram analisados dados de ondas provenientes do banco de dados ERA5, os quais permitiram delimitar um intervalo de cinco dias durante os quais a praia da Armação experimentou um ciclo de alta energia de ondas, seguido por um período de baixa energia. As imagens de média móvel, geradas a partir dos quadros capturados nesse intervalo, foram processadas por meio de um software especializado em operações matriciais para a realização da análise PIV. Os resultados obtidos foram representados graficamente e correlacionados com os dados de ondas e com as imagens da praia. Essa análise comparativa evidenciou uma possível relação entre o aumento da vorticidade e as variações no regime de ondas, sugerindo que os sistemas de circulação secundários na praia da Armação podem ser influenciados diretamente pelas condições de energia das ondas.

This study presents an investigation into secondary circulation systems, focusing on the analysis of vorticity and morphodynamic classification, with the study object being Armação Beach, located in the southern region of Santa Catarina Island, during May 2024. The morphodynamic classification was carried out through the analysis of mean and moving average images, which allowed the characterization of the morphological features of the beach over the studied period. The methodology employed was based on the Particle Image Velocimetry (PIV) technique, which determines the velocity and direction of a flow through the correlation of particles in a sequence of frames extracted from videos captured at predefined time intervals. For data acquisition, a Mobotix M24 camera was used, installed on the rooftop of a building in the Armação neighborhood, positioned to ensure a comprehensive field of view of the entire beach. The videos, approximately ten minutes long, were subsequently converted into a series of frames, which underwent specific treatments to generate maximum brightness images, moving average images, and mean images. These procedures aimed to identify beachline morphologies and provide input for subsequent PIV analysis. In addition to the data obtained through imaging, wave data from the ERA5 database were analyzed, which allowed the delimitation of a fiveday period during which Armação Beach experienced a cycle of high wave energy, followed by a period of low energy. The moving average images, generated from the frames captured during this interval, were processed using specialized matrix operations software for PIV analysis. The results obtained were graphically represented and correlated with wave data and beach images. This comparative analysis revealed a possible relationship between increased vorticity and variations in the wave regime, suggesting that secondary circulation systems at Armação Beach may be directly influenced by wave energy conditions.