Autores

Maziero Pinheiro Bini, G. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA) ; Lindaura Luiz, E. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CATARINA) ; Robert Georges Marcel Pellerin, J. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA)

Resumo

O objetivo deste trabalho é discutir o uso da retroanálise para o entendimento dos condicionantes e mecanismos que ocasionaram dois movimentos de massa na bacia do rio Arraial do Ouro, médio vale do rio Itajaí, Gaspar, Santa Catarina. Para tanto, utilizou-se material cartográfico anterior e posterior ao desastre, também foram realizados trabalhos de campo e conversas com os moradores do local. As cicatrizes estudadas mostraram que provavelmente a formação de zonas saturadas criou condições para diminuição ou perda de tensão efetiva dos materiais constituintes das encostas. No entanto, foi verificado que os materiais rompidos estavam muito deformados, indicando que também eles deveriam estar saturados ou próximos da saturação e por isso se desmancharam assim que houve a movimentação. As mudanças nas formas de relevo ocasionadas pelos movimentos depois do desastres também foram identificas, assim como foram apontadas as principais dificuldades de mapeamento das cicatrizes.

Palavras chaves

Cicatriz de movimento de massa; Mecanismos e condicionantes de movimento de massa; Desastre 2008 no vale de Itajaí-SC.

Introdução

A ocorrência de movimentos de massa é um fenômeno importante para a evolução das encostas, principalmente uma evolução em curto tempo (YOUNG, 1975). Selby (1993) e Crozier (1986) consideram movimentos de massa como movimentos gravitacionais de solo e parte do regolito, sem a ajuda da água. Estes fenômenos também podem se configurar em perigos para os seres humanos e causar grandes perdas e danos dependendo de sua área de ocorrência (BRASIL, 2007). O entendimento de condicionantes e mecanismos que levam ao acontecimento de movimentos de massa em diferentes regiões se configura em uma importante etapa para a compreensão da suscetibilidade, inclusive para o emprego de modelagem (FERNANDES et al., 2001). Selby (1993) apresenta os fatores condicionantes a movimentos de massa em materiais incoerentes, tanto em relação ao aumento da tensão de cisalhamento quanto à diminuição da resistência. Para o aumento da tensão cisalhante são fatores condicionantes: remoção de suporte lateral e basal, sobrepeso, estresses transitórios (vibração de atividades humanas e terremotos), perda de confinamento lateral e aumento do ângulo da encosta; enquanto que para a diminuição da resistência ao cisalhamento os fatores condicionantes são: composição e textura do solo/manto de alteração, reações físico-químicas no interior do solo/manto de alteração; aumento de poro pressão (chuvas), mudanças na estrutura do solo/manto de alteração, efeito de coesão das raízes das árvores, estruturas relictuais do manto de alteração (juntas e outros planos de fraqueza e acamadamentos) (SELBY, 1993). Os mecanismos que provocam movimento de massa em função do aumento da tensão cisalhante são: erosão da base da encosta por rios ou mar; aumento de peso por aterros antrópicos ou depósitos de movimentos de massa anteriores; cortes de encosta por ação humana (CROZIER, 1986). A resistência é diminuída pelos seguintes mecanismos: perda de tensão efetiva por aumento de poro- pressão ou por pressão de percolação ou ainda por vibrações; perda de coesão aparente por desaparecimento do efeito de sucção (SELBY, 1993). Os estudos de caso em ocorrências de movimentos massa visando uma retroanálise de condicionantes e mecanismos são contribuições necessárias tanto para trabalhos que visam o entendimento do papel de movimentos de massa na evolução da paisagem, como para aqueles que pretendem discutir áreas de risco. O presente artigo discute os condicionantes e os mecanismos na ocorrência de dois movimentos de massa no alto vale da bacia do Ribeirão Arraial do Ouro, município de Gaspar, Santa Catarina. Estes fenômenos são fruto de chuvas intensas e duradouras em novembro de 2008, sobre um relevo montanhoso, com vales bem encaixados modelados em rochas do complexo Luís Alves. Este complexo é constituído por rochas metamorfizadas na fácies granulito e anfibolito (KAUL et al. 2002; FORNARI, 1998), representado na área de estudo pelos gnaisses enderbitícos. Após o desastre de 2008 em Santa Catarina, muitos trabalhos foram realizados no vale do Itajaí a fim de investigar a suscetibilidade da área a perigos de movimentos de massa, no entanto, foram poucos os trabalhos onde aparecem discussões detalhadas dos condicionantes e mecanismos de cada cicatriz especificamente, tais como Luiz, et al (2014) que trabalhou uma cicatriz na bacia do rio Serafim no município de Luís Alves e Gerente (2015) que discutiu 51 cicatrizes na mesma área. Ressalta-se a importância dos trabalhos de campo e das conversas com a população local para o entendimento de como começou e evoluiu o processo de ruptura e/ou deformação na encosta. Também o uso de imagens orbitais de grande resolução, ortofotos digitais de grande resolução espacial e modelos digitais de terreno de onde se pode extrair curvas de nível, restituição de detalhe da hidrografia, declividade, entre outros materiais, permitem a análise de alguns fatores condicionantes e das formas deixadas na paisagem pelos movimentos de massa.

Material e métodos

Duas cicatrizes de movimento de massa presentes na bacia do Ribeirão Arraial do Ouro, município de Gaspar/SC foram estudadas de maneira mais detalhada a partir de trabalhos de campo de reconhecimento, relatos de moradores e técnicas de geoprocessamento em ambiente SIG com uso de diferentes materiais: mapeamento planialtimétrico com escala 1:10.000 do ano de 2008 e equidistância de curvas de nível com 10 metros, realizado pela Prefeitura Municipal de Gaspar; modelo digital de terreno com grid de 1m por 1m do ano de 2012; imagem orbital RapidEye tomada no mês de março de 2009. As cicatrizes foram mapeadas mediante conhecimento de campo e interpretação da imagem orbital RapidEye. Foi utilizada a imagem multiespectral e também a composição 1, 2, 5 que permitiu melhor exibição da área da cicatriz estudada no caso 1. O processo de delimitação da área das cicatrizes foi por meio de vetorização da imagem em tela e inclui a área de ruptura, passagem e deposição. Esta imagem foi cedida pelo laboratório de Geotecnologias da Universidade Estadual de Ponta Grossa e possui cinco bandas espectrais e resolução espacial de 5 metros com tamanho de pixel ortorretificado. Nesta imagem, foi realizada a correção geométrica por meio de coordenadas geográficas conhecida, utilizando 20 pontos de controle coletados na cena e dispersos nas imagens. A correção geométrica é necessária porque que ocorrem erros devido ao movimento do satélite e daqueles determinados pela curvatura da Terra. Esta correção é considerada fundamental por corrigir distorções que poderiam originar inconsistência no processo de delimitação e de determinação da área das cicatrizes. Depois de corrigida geometricamente, foi adotado para imagem o sistema de projeção UTM, datum SIRGAS 2000, fuso 22 Sul. A correção geométrica foi realizada no Programa ENVI 4.7 com licença disponibilizada pelo laboratório de Geoprocessamento da Pontifícia Universidade Católica do Paraná – PUC/PR. A vetorização das cicatrizes foi realizada no programa ArcGis 10.2 com licença disponibilizada gratuitamente pela empresa Environmental Systems Research Institute - ESRI. A descrição dos fatores e mecanismos condicionantes das cicatrizes de estudo foi realizada a partir de observações em trabalhos de campo realizados nas cicatrizes logo depois dos eventos (com registros fotográficos) e alguns anos depois; conversas com os moradores da área afetada que presenciaram o fenômeno e análise dos materiais cartográficos do levantamento planialtimétrico da Prefeitura municipal de Gaspar/SC e daqueles produzidos a partir dos produtos elaborados aa partir do modelo digital de terreno e da imagem RapidEye. Os produtos extraídos do modelo digital foram à declividade e curvas de nível com equidistância de 10 metros.

Resultado e discussão

As chuvas intensas ocorridas nos dias 23 (283,1 mm) e 24 de novembro (212,1 mm) de 2008, antecipadas já por um período de três meses de chuvas continuadas, foi o principal agente deflagrador dos movimentos de massa estudados. No entanto, estes movimentos estão associados com diferentes condicionantes ambientais e mecanismos envolvidos em cada ocorrência. Para localização da cicatriz 1, foi situado um ponto no seu interior com coordenadas 699370,076m E e 7028376,662m N (UTM fuso 22 Sul). Ela apresentou uma extensão (comprimento) de 335,22 metros e área de 23.727,37 m2. A Figura 1. A Figura 1B mostra pontos que indicam: (1) a posição de um açude localizado no sopé da encosta; (2) o topo da cicatriz; (3) a posição de um gasoduto; (4) cultivo de cana de açúcar; (5) base da cicatriz. Neste local ocorreu um movimento de massa do tipo deslizamento. A ruptura teve início no ponto 2, sendo que o material rompido ficou completamente deformado em uma massa de finos misturada com blocos e matacões, como pode ser visualizado na figura 2. Os blocos foram identificados como de gnaisses alterados. Também havia troncos de árvores no fluxo. O fluxo quase alcançou uma casa (figura 1A), a qual não foi atingida por conta de uma colina no trajeto que desviou o fluxo. O ponto 2 indica a parte do deslizamento onde ocorreu a ruptura, onde se formou uma parede de 15 a 20 metros de rocha alterada com estrutura conservada de gnaisse. No ponto 4, em uma plantação de cana de açúcar, foi possível observar dias depois do deslizamento, várias fendas no solo, o que demonstra que a deformação e ruptura no terreno continuavam. O ponto 5, dentro da cicatriz, marca a transição entre a rocha alterada com estrutura conserva e a rocha mais sã e também indica o local onde movimento evoluiu de um deslizamento para um fluxo de detritos. Isto ocorreu em razão do acúmulo de água, pois os sedimentos mobilizados alcançaram o talvegue e a parte da encosta com menor inclinação. Neste ponto, foram encontrados, depois do deslizamento, muitos blocos de gnaisses acumulados, os quais não seguiram com fluxo de detritos por conta do seu tamanho e peso. O açude mostrado no ponto 1 foi completamente preenchido por lama do fluxo de detrito. Na Figura 1B é possível observar que a ruptura do deslizamento ocorreu junto à cabeceira de drenagem de um afluente do Arraial do Ouro, fato que permite deduzir que pela quantidade de chuvas pode ter ocorrido aumento da saturação do manto de alteração, pois cabeceiras de drenagem têm convergência de umidade para o seu interior. Também o contato entre manto de alteração e rocha mais sã como visto dentro da cicatriz mais abaixo (no ponto 5), pode ser ter servido como uma descontinuidade hidráulica para o acúmulo de água em profundidade. A saturação dos materiais acima da rocha mais sã pode ter provocado a diminuição ou perda da tensão efetiva, provocando a ruptura e o deslizamento. Na mesma figura 1B, é possível verificar a mudança no traçado das curvas de nível de 2008 (antes do desastre) para 2012 (depois do desastre) na zona de ruptura, bem visualizada pelo traçado indicando concavidade das curvas com valores entre 290 m e 340 m no mapeamento posterior as ocorrências de movimentos de massa (BINI. et al. 2017). A mudança da forma para côncava mostra que o material deslizado escavou o terreno (até a proximidade do ponto 5 (Figura 1A), onde teve início o fluxo de detritos A figura 2A apresenta uma visão geral da cicatriz 1 e na Figura 2B o círculo na indica o setor da encosta em que a inclinação diminui e onde houve escavação, com atual afloramento de rocha, e ainda a deposição dos sedimentos mais grossos. A área de deposição deste material é identificada pelas curvas de nível (Figura 1B), onde houve mudança de um traçado indicado forma mais plana para convexa nas curvas de 2012. Isto coincide com a deposição do material transportado. A cicatriz 2 é localizada a partir de um ponto no seu interior cujas coordenadas são 700323,03m E e 7028781,119m N (UTM fuso 22 Sul) e ela alcançou a extensão (comprimento) de 444,29 metros e atingiu uma área de 35.270,14 m2 (Figura 3). O movimento de massa que formou a cicatriz 2 é do tipo deslizamento e pode ser classificado como rotacional haja vista sua forma e profundidade. Este fenômeno atingiu uma área com mata em estágio de regeneração. O material mobilizado se desfez e não manteve sua organização, criando um fluxo de detritos que alcançou a base da encosta e o fundo do vale. No interior da cicatriz (figura 3B), há uma zona de passagem por onde o fluxo de material deformado escavou o terreno. Percebe-se pela figura 3B que o manto de alteração da encosta é muito profundo. Em campo, é possível observar na parede da ruptura que os horizontes A e B são pouco desenvolvidos, não ultrapassando cerca de 80cm de profundidade, contudo o horizonte C é muito espesso e apresenta muitas relíquias da rocha alterada que variam ao longo dele, tanto em profundidade quanto lateralmente, o que torna este horizonte muito heterogêneo. Há diferentes materiais em termos de mineralogia e textura e isto pode ter criado zonas saturadas suspensas em razão da sua maior ou maior condutividade hidráulica. As zonas saturadas suspensas podem ter diminuído a tensão efetiva e a resistência dos materiais acima de si, desencadeando o movimento de massa. A observação das curvas de nível anteriores ao desastre mostra que a ruptura ocorreu em um segmento da encosta com forma convexa, sendo que ele passou para a forma côncava após o deslizamento (Figura 3A). Isto também ocorreu na zona de deposição, a qual mudou da forma côncava para convexa, bem identificado na cota de 170 m nos mapeamentos com curvas de nível de 2008 e de 2012. Na zona de passagem, o material deslizado retirou o suporte basal da encosta provocando duas rupturas secundárias que contribuíram com mais material transportado. Na Figura 4 tem-se uma visão geral da encosta e fundo do vale atingidos pelo movimento de massa. Na Figura 4. A parede da ruptura se encontra no local marcado como “Cicatriz 2”. O material deslizado atravessou uma estrada e um rio e atingiu uma colina a sua frente do outro lado do vale. O fluxo do rio provavelmente desviou a trajetória do material mobilizado em direção a um salão paroquial a jusante, o qual foi totalmente destruído. Do salão paroquial, parte do material mais fino e mais liquefeito atingiu um açude de um “pesque-pague”, sendo este totalmente preenchido com sedimento lamoso. Na parte superior direita da Figura 4, nota-se mais dois outros deslizamentos que também contribuíram com fluxo de detritos para o fundo do vale e que também atravessaram a estrada e alcançaram o rio.

A - Cicatriz 1 mapeada na imagem RapidEye multiespectral. B - Comparação do traçado de curvas de nível de antes e depois do movimento de massa.


A - Visão geral da cicatriz. B - Detalhe no interior da cicatriz com afloramento e deposição de blocos rochosos.


A - Comparação do traçado de curvas de nível de antes e depois do movimento de massa. B- Cicatriz 2 registrada logo após o evento.


Foto: J. R. M. PELLERIN, novembro/2008.

Considerações Finais

O estudo das duas cicatrizes permitiu concluir que não existe um único condicionante ou mecanismo responsável pela ocorrência dos movimentos de massa, e, por isso, a importância de uma retroanálise para o conhecimento dos fatores e mecanismos responsáveis pela ocorrência dos movimentos. Para tanto, é importante os trabalhos de campo e conversas com os moradores locais que auxiliam com informações para a reconstituição do fenômeno. Como foi observado no estudo das duas cicatrizes aqui analisadas, os sedimentos rompidos se deformaram e fluíram e com isso também escavaram na sua zona de passagem, produzindo mais material mobilizado. Ainda, na cicatriz 2, foi possível verificar que houvera rupturas laterais à zona de passagem criadas por conta da retirada de suporte basal pelo fluxo de detritos. Estes dois fenômenos (escavação e rupturas laterais secundárias) tornam a cicatriz mais complexa e difícil a classificação em relação à tipologia de movimento de massa que ocorreu na área. A ruptura inicial nos dois casos estudados pode ter sido deflagrada por saturação dos materiais ao longo de uma superfície em certa profundidade, gerando diminuição ou perda da tensão efetiva. Contudo, a grande deformação dos materiais rompidos mostra também que eles devem ter sofrido um colapso de resistência já no momento da ruptura, ou seja, eles também deveriam estar saturados ou próximos da saturação.

Agradecimentos

Referências

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