Tamanho de partículas

1. GRAVEL ISSN 1678-5975 Dezembro - 2013 V. 11 – nº 1 37-47 Porto Alegre
Variabilidade Morfométrica de Sedimentos Arenosos: Revisão de
Métodos e Uso do Software ImageJ na Diferenciação de Ambientes
Deposicionais na Ilha de Santa Catarina e Região Continental, SC, Brasil
Ribeiro, S.1
& Bonetti, C.1
1
Universidade Federal de Santa Catarina – Depto. de Geociências - Laboratório de Oceanografia Costeira
– Campus Universitário Trindade - Florianópolis (SC) - 88040-900; (saulrib@gmail.com ).
ABSTRACT
Morphological parameters may lead to the understanding of important
characteristics relating to sedimentary particles such as those involved in its transport,
its residence time in the sedimentary cycle and the distance of sediment source areas.
For too long the sedimentologists dedicated to the description of characteristics related
to the particle shape through different mathematical formulations, leading them to the
development of different concepts and terminology such as roundness, circularity and
sphericity. However, there has never been consensus on the use of these parameters
sometimes difficult to apply or highly subjective. More recently, the development of
digital photomicrography coupled with image processing software, gave new impetus
to the morphological studies of sedimentary particles. They also become subject to
other sciences such as geotechnical and civil engineering. In this research it was carried
out a review of methods for the quantitative morphological description of particles and
evaluated the ability of some parameters used by the software ImageJ in differentiating
coastal environments of deposition. The survey was carried out in nine different coastal
depositional environments in insular and continental sites of Santa Catarina state
(rivers, beaches and dunes). The parameters used to describe quartz-grain
morphometric features were roundness of Cox (1927), the circularity of Pentland
(1927), the sphericity of Landini (2006) and aspectratio. The first three descriptors
allowed a statistically significant difference between the samples and the environments
of deposition, particularly between the rivers and dunes. The aspectratio did not lead to
satisfactory results. The use of specialized digital imaging software packages is
presented as promising tool , since they allow acquire several metrics that may be
complementary to traditional sedimentological analyses and provide a performance up
to recognize depositional environments in ancient sediments.
Key-words: morphology of sedimentary particles, digital photomicrograph, sedimentary depositional
environments.

2. Variabilidade Morfométrica de Sedimentos Arenosos: Revisão de Métodos e Uso do Software ImageJ
GRAVEL
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INTRODUÇÃO
O estudo morfológico pode ser um
importante instrumento na caracterização das
partículas sedimentares, levando a um melhor
entendimento de fatores como: o tempo de
permanência das partículas no ciclo sedimentar;
os agentes envolvidos no transporte das mesmas;
a intensidade dos processos de transporte e
retrabalhamento dos grãos; a origem e a
distância das fontes e as características da rocha
matriz (Suguio, 1973; Bird, 2000; Selley, 2000;
Suguio, 2003; Dias, 2004; Nichols, 2009). Ao
longo do desenvolvimento da sedimentologia,
inúmeros autores têm buscado a melhor forma
de descrever as características relativas à forma
nas partículas. Mais recentemente, tais
características têm sido objeto de interesse
também de outras áreas, como a geotecnia e a
engenharia civil (Janoo, 1998; Cho et al., 2006;
Cox & Budhu, 2007; Blott & Pye, 2008; Arasan
et al., 2011; Rodriguez et al., 2013).
Métodos eficazes e bem aceitos foram
desenvolvidos no âmbito das partículas maiores,
como os cascalhos, pela relativa facilidade de
trabalho, além da possibilidade de uma análise
tridimensional. Em relação aos grãos de areia,
entretanto, as mensurações normalmente são
conduzidas com o auxílio de
estereomicroscópios, implicando assim em
maior tempo de processamento e dificuldades
associadas à determinação volumétrica. Visando
facilitar este processo, os sedimentólogos
desenvolveram cartas visuais comparativas,
como a Escala de Powers (1953), sendo este o
método mais utilizado até pouco tempo.
Entretanto, o caráter fortemente subjetivo e a
ausência de uma padronização na análise,
tornam sua reprodutibilidade baixa. Neste
sentido, diferentes mensurações realizadas nos
grãos, como o comprimento dos eixos, o
perímetro, a área superficial, o volume, entre
outras, têm sido utilizadas no desenvolvimento
de formulações matemáticas para quantificar
atributos como: arredondamento, angulosidade,
circularidade e esfericidade. No entanto, nem
sempre existe consenso quanto à terminologia e
aos métodos utilizados, tornando a descrição das
características morfológicas destas partículas por
vezes difícil e confusa. O desenvolvimento dos
softwares de análise de imagens, aliado à
popularização da fotografia digital, traz novas
possibilidades nesta área.
No presente artigo avalia-se o uso do
software livre ImageJ (Rasband, 2004) na
determinação de atributos morfológicos de grãos
de quartzo (classe areia). O objetivo da pesquisa
é avaliar a aplicação de técnicas de
processamento de imagem associadas ao calculo
de índices morfométricos para quantificar a
variabilidade dimensional de sedimentos
arenosos. Busca-se também avaliar se estes
descritores podem ser aplicados com sucesso na
diferenciação dos sedimentos arenosos presentes
em ambientes deposicionais distintos.
REVISÃO DOS DESCRITORES
QUANTITATIVOS DE FORMA
A morfologia pode ser designada como um
termo genérico para expressar as características
externas dos grãos, abrangendo dois aspectos
principais: a forma do contorno e a textura
superficial. Nos estudos relativos à forma são
utilizados termos como arredondamento,
circularidade, esfericidade, entre outros. Em
relação à textura são consideradas características
como aspereza, polimento, brilho, opacidade,
etc. As mensurações da forma são consideradas
de larga e média escala, e a textura superficial de
pequena escala (Blott & Pye, 2008; Rodriguez et
al., 2013). No âmbito deste artigo somente as
medidas relativas à forma do contorno serão
consideradas.
Alguns conceitos básicos foram
desenvolvidos em relação à forma das
partículas, sendo estes determinados através de
diferentes equações matemáticas apresentadas
pelos diversos autores. Podem-se destacar entre
eles os conceitos de “arredondamento
(roundness)” e “esfericidade (sphericity)”.
Arredondamento
A maioria dos autores refere-se aos índices
de arredondamento como expressão dos graus de
curvatura das arestas e vértices do contorno das
partículas. Cabe ressaltar que, embora o termo
“angulosidade (angularity)” seja amplamente
utilizado como sinônimo de “arredondamento”,
alguns autores o colocam como um parâmetro
diferenciado de mensuração morfológica, como
Pentland (1927). Para evitar possíveis
equívocos, no presente artigo apenas o termo
arredondamento será utilizado.

3. Ribeiro & Bonetti
GRAVEL
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Segundo Dias (2004), um dos primeiros
métodos para determinação do arredondamento
foi o “Índice de Rolamento de Wentworth
(1919)”, determinado pela seguinte fórmula:
Índice de arredondamento = r1 / R
onde, r1 corresponde ao raio de curvatura da
aresta mais aguda e R ao valor médio dos raios
de curvatura de todos as arestas. Devido à
dificuldade em se calcular o valor R, o autor
propôs a determinação do mesmo através da
média geométrica dos três semidiâmetros
principais da partícula: o eixo maior (A), o eixo
menor perpendicular ao maior (B), e o eixo
intermediário maior perpendicular ao plano AB,
sendo que estes eixos normalmente não se
cruzam no mesmo ponto.
Cox (1927) calculou o arredondamento das
partículas comparando sua área em função de
seu perímetro, através da fórmula:
4𝜋𝐴
𝑝2
Wadell (1932) definiu uma aresta (“corner”)
como sendo cada parte do contorno de uma área
que tenha um raio de curvatura igual ou menor
do que o raio de curvatura do máximo círculo
inscrito na mesma área. Sendo assim, segundo o
autor, uma aresta terá seu grau máximo de
arredondamento quando seu raio de curvatura
for igual ao raio de curvatura do máximo círculo
inscrito. Uma aresta com raio de curvatura
superior ao do máximo círculo inscrito resultará
em novas arestas com raios de curvatura
menores, levando a uma forma menos
arredondada e com cantos angulosos. Desta
forma, o autor também desenvolveu duas
fórmulas matemáticas para determinação do
grau de arredondamento de uma partícula em
um plano (2D).
Como destacado por Blott & Pye (2008),
além de ser demasiadamente trabalhoso, o
método de Wadell ainda apresenta dificuldade
na definição do número, tamanho e local
apropriado para inserção dos círculos menores
que devem ser encaixados nas arestas, sobretudo
em partículas muito angulosas.
Esfericidade
A esfericidade é um termo frequentemente
confundido com o arredondamento. Embora
relacionados, são dois conceitos bastante
distintos. Uma esfera perfeita é uma forma
tridimensional curvada com um raio de
curvatura constante em todas as orientações,
sendo também perfeitamente “arredondada”.
Desta forma, o verdadeiro grau de esfericidade
de uma partícula só pode ser corretamente
mensurado comparando-se a área da mesma com
uma esfera perfeita de mesmo volume (Wadell,
1932; Wentworth, 1933 apud Blott & Pye,
2008).
Wentworth (1922) foi provavelmente um dos
primeiros autores a calcular a esfericidade de
uma partícula, levando em consideração suas
três dimensões, a partir do comprimento de três
eixos perpendiculares entre si (a, b e c, onde a ≥
b ≥ c).
Da mesma maneira Wadell (1934) definiu o
cálculo da esfericidade, tridimensionalmente,
através da relação entre o volume de uma
partícula e o volume de uma esfera circunscrita.
Circularidade
Como a análise tridimensional em partículas
arenosas exige instrumental ótico mais
especifico (microscopia confocal, por exemplo)
e processamento de imagem mais lento, foram
desenvolvidas equações para o cálculo da
esfericidade no âmbito “bidimensional”. Embora
alguns autores tenham chamado este parâmetro
também de “esfericidade” (Riley, 1941), outros
adotaram o termo “circularidade”, sendo este um
termo mais adequado.
Pentland (1927), para determinar o que
chamou de “angularidade (arredondamento)”,
comparou a área da partícula em função de seu
eixo maior através da fórmula abaixo:
4𝐴
𝜋(𝐿)2
Como destacado por Blott & Pye (2008),
embora este autor tenha usado o termo
“angularidade (arredondamento)”, a equação
proposta pelo mesmo seria mais
apropriadamente um cálculo de “circularidade”.
Quanto mais “alongada” a partícula, maior será

4. Variabilidade Morfométrica de Sedimentos Arenosos: Revisão de Métodos e Uso do Software ImageJ
GRAVEL
40
o seu eixo principal e consequentemente menor
o seu grau de “circularidade”.
Wadell (1935) também propôs duas outras
fórmulas para o cálculo da esfericidade ou
circularidade em duas dimensões. A primeira,
denominada pelo autor de “esfericidade da
projeção” é obtida através da razão entre o
diâmetro de um círculo com a mesma área da
partícula e o diâmetro do menor círculo
circunscrito à mesma. O segundo parâmetro,
chamado pelo autor de “grau de circularidade”, é
obtido através da razão entre o perímetro de um
círculo com a mesma área da partícula e o
perímetro da partícula.
Um cálculo mais simples e menos
dispendioso, amplamente utilizado nos estudos
sedimentológicos até hoje, foi proposto por
Riley (1941) para determinar a “esfericidade”
(circularidade segundo esta revisão) dos grãos
em duas dimensões. Este parâmetro, chamado
pelo autor de “esfericidade do círculo inscrito” é
definido pela raiz quadrada da razão entre o
diâmetro do maior círculo inscrito na partícula
pelo diâmetro do menor círculo circunscrito na
mesma.
MENSURAÇÕES E DESCRITORES DE
FORMA NO ImageJ
O ImageJ (Rasband, 2004) é um software
livre de análise de imagens desenvolvido no
National Institute of Health dos EUA, baseado
na linguagem de programação Java®
. É um
programa aberto, que além dos plug-ins nativos
(built-in), permite a agregação de novos plug-ins
pelos desenvolvedores e usuários. O software
vem sendo amplamente utilizado nas mais
diversas áreas científicas: biologia, medicina,
engenharia, etc. (Collins, 2007).
O programa trabalha com uma série de
mensurações e descritores de forma (shape
descriptors) utilizados na análise de imagens e
disponibilizados no menu “Analyse Particle” ou
em plug-ins desenvolvidos pelos usuários, como
é o caso do Particle8_Plus (Landini, 2006).
Neste plug-in as mensurações de área e
perímetro das partículas selecionadas são
realizadas de maneira distinta daquelas
realizadas pelos descritores nativos do ImageJ.
Enquanto através do “Analyse Particle” a área
do objeto selecionado é calculada em pixels
quadrados, sendo o perímetro correspondente ao
comprimento do contorno externo da seleção, no
Particle8_Plus o perímetro é definido como o
comprimento calculado a partir do centro dos
pixels que compõe o contorno (borda) da
seleção. A área, neste caso, é a área interna do
polígono definido pelo perímetro.
MATERIAIS E MÉTODOS
Foram analisados 900 grãos de quartzo
provenientes de nove amostras de distintos
ambientes de deposição, sendo três de ambiente
fluvial, três de ambiente praial e três de
ambiente eólico. As amostras são provenientes
da Ilha de Santa Catarina e de rios do continente
próximo. Os locais de coleta foram: rios
Biguaçu, Cubatão e Maciambú (no continente);
praias do Forte, Campeche e Solidão (na ilha de
Santa Catarina); dunas do Rio Vermelho,
Joaquina e Pântano do Sul (na Ilha de Santa
Catarina), conforme a Figura 1.
A metodologia relativa à população e à
fração granulométrica a ser analisada variou de
acordo com cada autor, conforme discutido por
Cox & Budhu (2008). Nesta pesquisa optou-se
pela proposta de Dias (2004) que recomendou a
classificação de no mínimo 100 grãos por
amostra, embora tenha ressaltado que a precisão
dos resultados aumenta com a dimensão da
população. Para o autor, não se deve misturar,
em uma mesma análise, grãos de frações
granulométricas distintas, pois o grau de
rolamento diminui à medida que os grãos vão
tornando-se menores. Sendo assim, quando a
análise não é realizada em todas as frações, o
que demanda muito tempo, é comum serem
analisados os intervalos de 1 a 2 phi e/ou 2 a 3
phi.
Para cada uma das amostras, foram
fotografados 100 grãos, pertencente à classe
areia média (retidos na malha de 250 µm ou 2
phi). As fotomicrografias foram obtidas em lupa
binocular, modelo Zeiss Discovery v12 sobre
fundo escuro, com magnificação de 30x. O
zoom óptico utilizado na câmera fotográfica foi
de 4x. Cabe ressaltar que, devido ao diâmetro
dos grãos e à magnificação escolhida, foram
necessárias até três fotos diferentes de cada
amostra para que 100 grãos diferentes fossem
fotografados com boa definição de imagem.
Além disso, um maior número de fotos (menos
grãos por foto) diminui a dificuldade no
manuseio dos mesmos, que devem estar
arranjados de modo que fiquem isolados dos

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outros grãos, permitindo a visualização dos
contornos individuais. O arranjo dos grãos na
placa de Petri foi feito com auxílio de um pincel
n°. 000.
Figura 1. Mapa de localização dos locais de coletas das amostras na Ilha de Santa Catarina e continente
próximo.
As imagens foram então processadas no
software ImageJ (Rasband, 2004), disponível
para download gratuito. Primeiramente as
fotografias dos grãos foram transformadas em
imagens binárias no próprio software, através da
guia Process>Binary>MakeBinary. Após a
conversão das fotos, devido à reflexão desigual
da luz nas partículas arenosas de quartzo ou no
próprio fundo, as imagens geralmente ficam
com bastante ruído, com buracos nos grãos ou
contornos mal definidos. Alguns plug-ins
desenvolvidos por Landini (2006) e incluídos no
pacote Morphological Operators for ImageJ
ajudam a melhorar a qualidade e o
processamento da imagem binária. Entre eles
foram usados: BinaryFill_2 ;
BinaryFilterReconstruct_.class e
BinaryKillBorders_.class. Os problemas
remanescentes na imagem binária foram
corrigidos através de “ferramentas de pintura”
do próprio ImageJ. Os grãos cujos contornos
estavam muito distorcidos ou em contato com
outros grãos, tornando inviáveis os ajustes sem
que fossem alteradas as formas originais dos
mesmos, foram apagados da imagem. Os
resultados finais estão exemplificados na Figura
2.
Figura 2. Fotomicrografia da amostra de sedimentos retidos na malha de 250 µm das dunas da Joaquina. À
esquerda, a mesma cena convertida em uma imagem binária.

6. Variabilidade Morfométrica de Sedimentos Arenosos: Revisão de Métodos e Uso do Software ImageJ
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Posteriormente, as mensurações realizadas
pelo plug-in Particle8 foram acessadas através
da guia Plugins>Morphology> Particles8.
Nesta guia, foi definido inicialmente o tamanho
mínimo, em pixels, dos grãos a serem medidos
(500 pixels). Este procedimento evita que sejam
mensurados possíveis pontos (ruídos)
remanescentes na imagem. Todos os resultados
métricos obtidos foram salvos em tabelas com
formato compatível com o Microsoft Excel®
.
Foram selecionados quatro descritores de forma
calculados pelo plug-in Particle8: circularidade
(adotado neste trabalho como arredondamento
proposto por Cox, 1927); arredondamento
(adotado como circularidade por Pentland,
1927); esfericidade e AspectRatio (adotado
como índice de alongamento). Na Figura 3,
pode-se notar exemplos da variabilidade destes
índices em relação às partículas arenosas de
diferentes formas fotografadas e convertidas em
imagens binárias.
As tabelas com os dados morfométricos das
nove amostras foram processadas
estatisticamente no software Statistica. Devido
ao fato das cinco variáveis serem representadas
por n amostral alto (n>100), optou-se pelo uso
de técnicas de análise paramétrica, ainda que o
teste de Shapiro-Wilk (W) tenha demonstrado
ausência de ajuste à distribuição normal
(p<0,05). Foi realizada uma análise de variância
(teste F; ANOVA) a fim de verificar se a
variância das médias entre as populações era
significativamente diferente. Nos casos onde se
constatou diferença significativa, aplicou-se o
teste post-hoc de Tukey.
Figura 3. Exemplos do comportamento dos índices utilizados em relação às diferentes formas das partículas.

7. Ribeiro & Bonetti
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RESULTADOS E DISCUSSÕES
Comportamento dos descritores de forma ao
longo dos ambientes deposicionais
Em relação ao descritor arredondamento de
Cox (1927) (circularidade no ImageJ), os
valores médios variaram entre 0,57 e 0,73, sendo
menores nas amostras provenientes dos rios e
maiores nas dunas (Fig. 4).
As praias estudadas não se diferenciaram das
dunas, segundo este descritor. O
arredondamento médio do rio Cubatão
diferenciou-se significativamente de todas as
outras amostras, apesar de apresentar valores
mais próximos aos rios Maciambu e Biguaçu.
Estes dois rios apresentaram médias
estatisticamente iguais, segundo o teste de
Tukey, diferenciando-se, no entanto, de todos os
demais ambientes estudados. As amostras das
praias do Campeche, do Forte e da Solidão, além
das dunas do Pântano do Sul possuem médias
semelhantes. As duas amostras de ambiente
eólico restantes, referentes às dunas da Joaquina
e do Rio Vermelho também apresentaram
valores médios semelhantes entre si e similares
com a praia da Solidão.
Figura 4. Diagrama de caixa representando a média e o intervalo de confiança em torno dela (para alfa = 0,05)
dos valores de arredondamento em cada amostra. As letras iguais representam amostras que
apresentaram valores estatisticamente semelhantes entre si.
O índice de circularidade de Pentland (1927)
(arredondamento no ImageJ) das amostras
variou entre 0,59 e 0,71, aumentando
gradativamente dos rios para as dunas (Figura
5). Embora este comportamento tenha sido
semelhante ao do arredondamento, houve menor
sobreposição entre as médias. Os rios
apresentaram circularidade média inferior a
0,63; as praias entre 0,65 e 0,70; enquanto as
dunas, médias acima de 0,70. Os rios
Maciambú, Cubatão e Biguaçu apresentaram
valores médios semelhantes entre si, mas
diferenciado em relação às demais amostras. A
praia do Campeche apresentou valores
intermediários ao rio Biguaçu e a praia do Forte,
não se diferenciando destes. As praias do Forte e
Solidão e as dunas da Joaquina, do Rio
Vermelho e do Pântano do Sul apresentaram
médias semelhantes.

8. Variabilidade Morfométrica de Sedimentos Arenosos: Revisão de Métodos e Uso do Software ImageJ
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Figura 5. Diagrama de caixa representando a média e o intervalo de confiança em torno dela (para alfa = 0,05)
dos valores de circularidade em cada amostra. As letras iguais representam amostras que
apresentaram valores estatisticamente semelhantes entre si.
Já em relação à esfericidade (Fig. 6), as
amostras dos três rios, juntamente com a praia
do Campeche apresentaram médias semelhantes
entre si e diferenciadas das praias e dunas. Da
mesma maneira que, em relação à circularidade,
todas as amostras praiais e eólicas exibiram
valores muito próximos, sem significativa
diferenciação entre si, exceto a praia do
Campeche, que se assemelhou mais às amostras
fluviais.
O parâmetro “Índice de alongamento”
(aspectratio no ImageJ) (Fig. 7) foi o que
apresentou resultados menos satisfatórios de
diferenciação e/ou similaridade entre os
ambientes, não permitindo a separação de
nenhum dos ambientes. A média da amostra
referente ao rio Biguaçu, por exemplo,
aproximou-se mais das amostras praiais e
eólicas do que dos outros ambientes fluviais.
Os descritores métricos analisados
apresentaram, em termos gerais, resultados
semelhantes entre si, excetuando-se o índice de
alongamento (aspectratio) que apresentou
resultados menos satisfatórios. A tendência
predominante foi uma maior diferenciação entre
as amostras provenientes de ambientes fluviais e
de deposição eólica (dunas). Entre as praias e
dunas a diferenciação nem sempre foi
estatisticamente significativa, embora uma
tendência tenha sido observada. Cabe ressaltar
que os ambientes praiais, por vezes, também
estão sujeitos à ação deposicional eólica.
As amostras dos rios, formadas por
sedimentos mais imaturos, próximos às áreas
fonte, e há pouco tempo no ciclo sedimentar,
foram as que apresentaram maior diferenciação
em relação às demais. Dentre as amostras
praiais, a praia do Campeche, apresentou
características mais diferenciadas, com médias
de arredondamento e esfericidade, por exemplo,
mais baixas em relação aos demais ambientes
praiais, e mais próximas aos ambientes fluviais.
Destaca-se que a referida amostra,
diferentemente das outras duas praias,
apresentava uma granulometria mais grossa e
pior seleção dos grãos, sendo proveniente de um
setor praial sujeito à maior energia de onda.

9. Ribeiro & Bonetti
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Figura 7. Diagrama de caixa representando a média e o intervalo de confiança em torno dela (para alfa = 0,05)
dos valores do índice de alongamento em cada amostra. As letras iguais representam amostras que
apresentaram valores estatisticamente semelhantes entre si.
As praias do Forte e da Solidão apresentaram
índices morfométricos semelhantes entre si, e
com valores próximos às amostras provenientes
dos ambientes eólicos. Entre estas últimas, as
que apresentaram médias mais próximas foram
as dunas da Joaquina e do Rio Vermelho, sendo
amostras originárias de dunas ativas, com graus
elevados, por exemplo, dos parâmetros
arredondamento, circularidade e esfericidade,
resultado de seu retrabalhamento e maturidade
no ciclo sedimentar. A duna do Pântano do Sul
apresentou índices levemente distintos, se
comparados aos outros ambientes eólicos, talvez
por tratar-se de uma duna fixa.
Outros autores conseguiram diferenciar
amostras de sedimentos através da
fotomicrografia digital e do uso do ImageJ. Cox
& Budhu (2008) calcularam diferentes índices
morfológicos disponíveis no Analise Particle e
no Particle8_Plus para descrever oito amostras
de diferentes origens, desde areias naturais,
areias processadas artificialmente, até materiais
artificiais utilizados em obras de geotecnia. Em
relação aos mesmos índices aplicados no
presente artigo, os autores também alcançaram
resultados estatisticamente significantes na
diferenciação entre as amostras. Os valores do
parâmetro circularidade (adotado como
arredondamento de Cox neste trabalho) variaram
entre 0,67 e 0,79. O valor mais baixo foi obtido
de uma amostra de areia fluvial, proveniente do
Rillitor river (Tucson, USA). Já o valor mais
alto diz respeito a uma amostra de rocha natural
manipulada artificialmente por processos
industriais.
Os valores de arredondamento (circularidade
Pentland) variaram de 0,60, na amostra de areia
silicosa Orange County #40 (utilizada na
construção civil e que, segundo os autores,
apresenta grãos angulosos) a 0,84, na amostra
artificial de micro-esferas de vidro. Estas
mesmas amostras também apresentaram os
valores mais baixos e mais altos,
respectivamente, do parâmetro esfericidade, que
variou de 0,53, na primeira a 0,79 na última.
Arasan et al. (2011) buscaram a relação entre
as propriedades morfológicas das partículas e
sua dimensão fractal. Para tanto, analisaram
amostras de solos basálticos e de solos calcários
(tanto naturais como manipuladas

10. Variabilidade Morfométrica de Sedimentos Arenosos: Revisão de Métodos e Uso do Software ImageJ
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artificialmente), bem como amostras de esferas
artificiais (abrasive balls e bearing balls)
utilizadas na construção civil e em obras de
geotecnia. As imagens das amostras analisadas
pelos autores também foram processadas no
ImageJ, e o parâmetro escolhido para
caracterizar morfologicamente as partículas foi o
arredondamento de Cox (1927), também
chamado desta forma pelos autores. Os valores
de arredondamento obtidos nas amostras foram
os seguintes: solo basáltico (natural) entre 0,60 e
0,73; solo calcário natural entre 0,69 e 0,74; solo
calcário (arredondado artificialmente) entre 0,78
e 0,80; solo calcário (bem arredondado
artificialmente) entre 0,83 e 0,85; esferas
artificiais entre 0,85 e 0,90.
Baseados em seus índices os autores
supracitados desenvolveram uma tabela de
classificação, considerando o arredondamento
de Cox (1927), sendo composta pelas seguintes
classes: muito angular (0,50 – 0,65); angular
(0,65 – 0,70); sub-angular (0,70 – 0,75); sub-
arredondado (0,75 – 0,77); arredondado (0,77 –
0,80) e bem arredondado (0,80 – 1,00).
De acordo com a tabela proposta por estes
autores, as amostras analisadas neste artigo
seriam classificadas da seguinte maneira:
amostras fluviais (rios Maciambú, Cubatão e
Biguaçu) - muito angulares, com valores de 0,57
a 0,63; amostras praiais (praias do Campeche,
do Forte e da Solidão) – angulares, com valores
de 0,67 a 0,70; e amostras eólicas (dunas da
Joaquina e do Rio Vermelho) – sub-angulares,
com valores de 0,72. Excetua-se, entre as
amostras eólicas, aquela referente às dunas do
Pântano do Sul, com valor de 0,68, sendo
classificada como angular.
Entretanto, deve-se ressaltar que tanto
Arasan et al. (2011), como Cox & Budhu
(2008), consideraram tanto amostras naturais,
como amostras artificiais, ou manipuladas
artificialmente. Portanto seus índices apresentam
uma variabilidade maior se comparados aos
apresentados neste trabalho. Do mesmo modo,
os valores mais elevados de arredondamento,
circularidade e esfericidade ocorreram nas
amostras artificiais ou manipuladas
artificialmente.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A experiência demonstrada neste estudo
corrobora a efetividade do uso de
fotomicrografias digitais e do software ImageJ
nos estudos sedimentológicos e geotécnicos,
conforme crescente corrente observada nas
publicações especializadas.
Os recursos de aquisição e processamento de
imagens utilizados revelaram-se sensíveis à
escala de variação morfométrica das partículas
de quartzo na classe granulométrica areia média
extraídas de depósitos costeiros. Embora exista
sobreposição morfométrica entre as populações
de grãos representativas destes três ambientes
deposicionais, os resultados médios obtidos
permitiram caracterizar gradientes de
arredondamento, circularidade e esfericidade
crescentes entre depósitos fluviais, praiais e
eólicos.
Sugere-se assim a integração destes
descritores de forma aos parâmetros
granulométricos e mineralógicos comumente
utilizados em matrizes sedimentológicas,
visando o aprimoramento das técnicas de
diferenciação de paleoambientes deposicionais.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ARASAN, S., AKBULUT, S. & HASILOGLU,
A.S. 2011. The relationship between the
fractal dimension and shape properties of
particles. KSCE Journal of Civil
Engineering, 15(7):1219-1225.
BIRD, E.C. 2000. Coastal geomorphology: an
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