Conhecer a física das dunas ajuda a proteger povoamentos em um contexto de eventos climáticos extremos

Tema foi abordado por Hans Jürgen Herrmann, professor emérito do Instituto de Materiais de Construção da ETH Zürich, da Suíça, no primeiro evento da série Conferências FAPESP 2024

José Tadeu Arantes | Agência FAPESP – Encostada no deserto do Saara, Nouakchott, a capital da Mauritânia, está sendo engolida pelas dunas. No Brasil, existem dunas costeiras desde o Pará até o Rio Grande do Sul. E a gestão dessas grandes formações de areia é importante tanto para a preservação da paisagem, com implicações econômicas em atividades como o turismo, quanto para a defesa de povoamentos e rodovias. Estes tanto podem ser ameaçados pelo movimento natural das dunas, como ocorre na Mauritânia, quanto protegidos por elas diante de eventos climáticos extremos. No campo de exploração espacial, o muito que se aprendeu sobre a dinâmica das dunas terrestres, que alcançam comprimentos da ordem de 100 metros ou mais, já está sendo adaptado para o entendimento do desafiador relevo de Marte, cujas dunas se prolongam por mais de um quilômetro.

O primeiro evento da série Conferências FAPESP 2024 tratou do tema “A Vida das Dunas”, explorando sua formação, seu movimento, suas interações, suas transições de um tipo para outro e sua fixação por meio da vegetação.

A conferência foi apresentada por Hans Jürgen Herrmann, professor emérito do Instituto de Materiais de Construção da ETH Zürich (Suíça), que trabalha atualmente no Laboratoire de Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes (PMMH), em Paris (França), e no Departamento de Física da Universidade Federal do Ceará (UFC).

Herrmann enfocou principalmente, mas não apenas, as formações de Jericoacoara, no Ceará, e dos Lençóis Maranhenses, no Maranhão. Jericoacoara contém a maior duna barcana do mundo. Barcanas são dunas em forma de lua crescente ou de croissant, cujas duas extremidades apontam no sentido do escoamento do fluido. “São elas as dunas que se deslocam mais rapidamente”, disse. E apresentou fotos aéreas da formação de Jericoacoara datadas de 1958 e 1988. A superposição das imagens permite perceber que, nesse intervalo de 30 anos, as dunas se deslocaram por distâncias variando de quase 300 a mais de 500 metros.

O pesquisador explicou que a dinâmica das dunas é determinada basicamente por dois fatores: a quantidade de areia e o regime dos ventos. No caso das barcanas, o vento que sopra regularmente de montante para jusante condiciona a forma de lua crescente: com a porção posterior convexa, a crista perfeitamente definida e as duas extremidades projetadas para a frente. Já o transporte por gravidade da areia, da crista para a base, e o refluxo do vento, que turbilhona depois de escoar sobre a duna, constroem a superfície côncava situada na porção anterior [veja a apresentação de slides durante a conferência]. “A velocidade de deslocamento da duna é inversamente proporcional à sua altura”, afirmou. Ou seja, quanto mais alta a duna, menor a velocidade com que se desloca.

O conferencista apresentou os três mecanismos principais de transporte da areia pelo vento. A reptação, isto é, o deslocamento como o rastejar de um animal, ocorre quando os grãos são grandes, com diâmetros maiores do que 0,4 milímetro. Nesse caso, os grãos se movem sobre o solo, mas não decolam. Quando os grãos apresentam tamanho médio, entre 0,3 e 0,1 milímetro, o fluxo do vento faz com que executem pequenos saltos. É a saltação. Finalmente, quando são muito pequenos, com diâmetros menores do que 0,06 milímetro, acontece a suspensão, com o deslocamento da nuvem de poeira por grandes distâncias.

Erosão e deposição são outros fenômenos que caracterizam o transporte eólico. Assim como o splash (respingo), que ocorre quando o vento confere muita energia aos grãos que saltam. Ao colidirem contra o solo, estes deslocam outros grãos, que são ejetados para cima. E o fenômeno pode se repetir várias vezes, produzindo uma cascata de trajetórias. Todos esses processos são passíveis de simulações computacionais, que também possibilitam compreender o que ocorre quando as dunas colidem.

A interação com a vegetação é um fator adicional da maior importância, pois pode deter o movimento da duna ou determinar uma inversão de sua forma. Isso acontece quando as extremidades da barcana, por serem menores, são detidas pela vegetação, enquanto o corpo maior da duna segue adiante, fazendo com que a frente côncava se torne convexa e que, no limite, a duna assuma um formato parabólico. “Sem a vegetação, a barcana se move como barcana. É a vegetação que fixa seus braços, fazendo com que sua forma se inverta”, sublinha Herrmann. E informa que existem cerca de 150 formatos diferentes de dunas.

“Os estudos mostram que as dunas fósseis, paradas pela vegetação, apresentam três vezes menos biodiversidade, em flora e fauna, do que as dunas migratórias”, acrescenta o pesquisador. Esse é um dado que precisa ser levado em conta quando se buscam estratégias de manejo para deter o movimento de dunas com o objetivo de proteger povoamentos ou rodovias.

Diferentemente das barcanas da Terra, as barcanas de Marte apresentam uma espécie de ponta no centro da região posterior. Esse dado observacional é reproduzido pelas simulações, quando se substituem os parâmetros terrestres pelos parâmetros marcianos. Especialmente notáveis são as diferenças na aceleração gravitacional e na densidade atmosférica, bem menores lá do que aqui.

A primeira Conferência FAPESP 2024 foi moderada pelo professor Oswaldo Baffa Filho, da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (FFCLRP-USP). E contou com as presenças dos professores Marco Antonio Zago, presidente da FAPESP, e Fernando Ferreira Costa, coordenador da comissão científica que organiza a série Conferências FAPESP. Segundo Zago, um dos objetivos dos eventos é contribuir para a construção de uma agenda brasileira de pesquisa comprometida com o desenvolvimento sustentável.

A primeira Conferência FAPESP 2024, intitulada “A Vida das Dunas”, pode ser assistida na íntegra em: www.youtube.com/watch?v=nsNQrsYRvNY.