Autores

Montan Costa, R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA - MG) ; Zaidan, R.T. (Universidade Federal de Juiz de Fora /MG)

Resumo

O presente artigo tem por objetivo identificar as áreas que possuem probabilidade à ocorrência de escorregamentos através da utilização do modelo de predição SINMAP. Foi adotada como unidade de análise a bacia hidrográfica do Córrego Tapera (BHCT), que apresenta uma dimensão local e se localiza na cidade de Juiz de Fora, a sudeste do Estado de Minas Gerais, na Mesorregião Geográfica da Zona da Mata Mineira, região da Mantiqueira Setentrional. Identificou-se a partir da carta de Estabilidade de Encostas gerada pelo modelo SINMAP que, dentre os 4,94 km² da área total da BHCT, 2,38 km², ou seja, 48,18% caracterizam-se pela presença de áreas instáveis, moderadamente instáveis e áreas com baixa instabilidade, as quais apresentam, respectivamente, 0,14 km² (2,83%), 0,74 km² (14,98%) e 1,5 km² (30,36%).

Palavras chaves

Escorregamentos; Predição; Probabilidade

Introdução

Atualmente, observa-se um intenso e inadequado processo de apropriação, exploração, reorganização espacial e de antropização das áreas naturais, provocado por mudanças agudas nos modelos de uso, ocupação e cobertura da terra, os quais tem alterado, sobremaneira, a dinâmica dos processos naturais (LEITE; ROSA, 2012). Tal conjuntura responsabiliza-se pela inserção de profundas modificações (em diferentes escalas e extensões espaciais) nos elementos dos sistemas físico ambientais, que se encontram diretamente vinculados às atividades provenientes da ação antropogênica (CHRISTOFOLETTI, 1980), contribuindo fortemente para a criação e intensificação de impactos e riscos emergentes que, quase sempre, se transformam em acidentes de grandes proporções (NUNES, 2015). Essas transformações, decorrentes da relação histórica sociedade-natureza, têm gerado profundas discussões sobre as questões ambientais em todos os segmentos da sociedade (BASTOS; FREITAS, 2015). No Brasil, os eventos naturais mais impactantes são os relacionados às inundações e aos movimentos de massa (TOMINAGA, 2007), sobretudo os escorregamentos, haja vista que sua intensidade de ocorrência provoca severos danos associados tanto em termos sociais como econômicos (AMARAL; FEIJÓ, 2004; GUIMARÃES et al., 2008). Esses processos da dinâmica externa terrestre acontecem de forma natural e possuem aporte no Brasil (PECHINCHA; ZAIDAN, 2016), principalmente no que se refere ao meio físico, caracterizado por especificidades climáticas, marcadas por intensas precipitações e, geomorfológicas, com a ocorrência de maciços montanhosos (GUIMARÃES et al., 2008). Entretanto, quando são caracterizados como fenômenos que trazem risco estão relacionados principalmente a ocupação irregular das encostas (FERNANDES; AMARAL, 1996), com a consequente retirada da cobertura vegetal e com a inserção de cortes de taludes sem a técnica necessária para a implantação de moradias e de estradas, propiciando a construção de cenários que comprometem a qualidade de vida da população, ou seja, cenários marcados por iminentes riscos (CARVALHO; GALVÃO, 2006). Assim, percebe-se que se faz necessário adotar ações adequadas voltadas a predição de riscos. Nesse sentido, as geotecnologias, sobretudo o Sistema de Informações Geográficas e o Geoprocessamento, inseridas no contexto da análise digital do relevo através da modelagem (FERNANDES, 2016), apresentam-se como meios técnico-científicos capazes de integrar variáveis espaciais de diferentes áreas a aparatos computacionais (LANG; BLASCHKE, 2009) e, por conseguinte, de preencher as lacunas existentes em termos de previsão, alerta, prevenção e mitigação de acidentes associados aos escorregamentos (NOGUEIRA, 2002). O reconhecimento e dimensionamento destas mudanças advindas da apropriação do relevo pelo homem a partir dos meios técnico-científicos supracitados contribuem, portanto, para o entendimento dos sistemas complexos da geografia (CHRISTOFOLETTI, 1982), uma vez que permitem estruturá-los para compreender melhor suas variáveis e suas interligações e, por conseguinte, avaliar como a ocupação humana contribui para gerar ou potencializar determinados riscos ambientais associados a fatos antropogênicos e naturais (LUZ, 2015). Imerso nesse contexto, selecionou-se como área de estudo a Bacia Hidrográfica do Córrego Tapera (BHCT), a qual se encontra situada na cidade de Juiz de Fora, a sudeste do Estado de Minas Gerais, na Mesorregião Geográfica da Zona da Mata Mineira, região da Mantiqueira Setentrional e, que se encontra vinculada segundo dados históricos e atuais da Defesa Civil de Juiz de Fora a um significativo número de registros de ocorrências de escorregamentos. Assim, ciente e movido pelas questões levantadas anteriormente, o presente estudo tem por objetivo identificar as áreas que possuem probabilidade à ocorrência de escorregamentos na BHCT, através da utilização do modelo de predição SINMAP, desenvolvido por Pack, Tarboton e Goodwin (1998).

Material e métodos

Para a aplicação do modelo SINMAP, fez-se necessário a priori adquirir o módulo SINMAP 2.0 através do sítio eletrônico da Universidade do Estado de Utah (http://hydrology.usu.edu/sinmap2/). Sua escolha se deu em virtude da possibilidade de se trabalhar com margens de parâmetros, não exigindo dados numéricos precisos, fato que se encontra evidenciado através dos valores de incertezas representados nas análises. Ressalta-se que o modelo identifica as áreas que possuem probabilidade à ocorrência de escorregamentos, o ponto inicial desse processo, mas não identifica sua magnitude, trajetória, e área de deposição (PACK; TARBOTON; GOODWIN, 1998). O SINMAP se encontra relacionado a fatores geotécnicos (ângulo de atrito, coesão, profundidade e a densidade do solo), pluviométricos e topográficos. Nesse sentido, teve que ser alimentado por parâmetros de entrada relacionados à precipitação da região, ao tipo de solo e ao relevo (Quadro 1). No que se refere aos parâmetros relacionados à precipitação, utilizou-se os dados pluviométricos provenientes do INMET para os dias 29 e 30/11/2015, os quais correspondem aos dias mais críticos do ano de 2015, totalizando 101,4 mm de chuva acumulados (INMET, 2015). Com relação aos parâmetros geotécnicos, se utilizou valores encontrados em pesquisas realizadas no município de Juiz de Fora e em regiões que apresentavam condições ambientais semelhantes. Foram escolhidos valores de parâmetros relacionados a um Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico, LVAd (ROCHA et al., 2002 apud Pechincha, 2014) e a um Cambissolo Háplico Tb Distrófico latossólico, CXbd (FONSECA et al., 2016), uma vez que, estes constituem-se como os solos predominantes nas encostas presentes na BHCT. Já no que se refere aos parâmetros topográficos, utilizou-se o Modelo Digital de Elevação (MDE) baseado na interpolação das curvas de nível com resolução espacial de 1m x 1m proveniente do levantamento topográfico por LIDAR, gerado pela empresa ESTEIO S/A no ano de 2007. A rede de drenagem foi utilizada como linha de quebra para a configuração dos vales. O procedimento empregado desenvolveu-se no software ArcGIS, através da ferramenta disponível no ArcToolbox: Spatial Analyst > Interpolação > Topo para Raster. Cabe ressaltar que a declividade foi gerada a partir do MDE supracitado e, de forma automática durante a aplicação do modelo SINMAP, haja vista que, a mesma se constitui como um dos produtos gerados pelo modelo. Como forma de validação dos resultados gerados pelo modelo SINMAP, utilizou- se as cicatrizes de escorregamentos identificadas e mapeadas através da realização de trabalhos de campo com o auxílio de GPS e da imagem orbital de 2010 referente ao satélite Quickbird 2 obtida junto à Prefeitura de Juiz de Fora, além da utilização de técnicas de fotointerpretação. Por fim, cabe ressaltar que se adotou para os materiais supracitados o sistema de coordenadas UTM, sistema geodésico Sirgas 2000 e a Zona 23 sul, como também que, todos os dados e informações levantadas foram separadas, organizadas, sistematizadas e editadas através da utilização do software ArcGis.

Resultado e discussão

A figura 1 representa a carta de estabilidade de encostas, desenvolvida a partir do resultado final gerado pelo modelo SINMAP. A elaboração da carta baseou-se na metodologia desenvolvida por Pack, Tarboton e Goodwin (1998), a qual atribui 6 classes de estabilidade (Quadro 2), são elas: Áreas Estáveis, Áreas Moderadamente Estáveis, Áreas com Baixa Estabilidade, Áreas com Baixa Instabilidade, Áreas Moderadamente Instáveis e Áreas Instáveis. Com base nos dados presentes no quadro 2 e na figura 1, percebe-se que 2,56 km² da área total da bacia, ou 51,82 %, apresentam-se caracterizados pela presença de um quadro marcado pela presença de áreas estáveis, moderadamente estáveis e áreas com baixa estabilidade, as quais abrangem, respectivamente, deste valor total, 1,91 (38,37%), 0,34 km² (6,88%) e 0,31 (6,28%). Cabe ressaltar, a identificação, através das averiguações em campo, de apenas uma cicatriz de escorregamento para toda esta área que possui menor probabilidade à ocorrência de escorregamentos, a qual foi localizada, mais precisamente, na classe referente às áreas com baixa estabilidade. Em contrapartida a este cenário, observa-se que 2,38 km², ou seja, 48,18% do restante da área da BHCT caracterizam-se pela presença de áreas instáveis, moderadamente instáveis e áreas com baixa instabilidade, as quais apresentam, respectivamente, 0,14 km² (2,83%), 0,74 km² (14,98%) e 1,5 km² (30,36%). Observa-se nas referidas classes a presença maciça das cicatrizes de escorregamentos mapeadas em campo. Na classe referente às áreas que possuem baixa instabilidade observa-se a presença de 9 cicatrizes de escorregamentos, as quais se encontram situadas, sobretudo, nas porções norte e sudoeste da bacia, mais precisamente nas encostas adjacentes aos bairros Quintas da Avenida e Bandeirantes. Já no que se refere às áreas moderadamente instáveis, se observa a presença de 17 cicatrizes de escorregamentos, as quais se encontram distribuídas praticamente por toda a extensão territorial da Bacia Hidrográfica do Córrego Tapera, mais precisamente nas encostas dos tipos genéticos de modelado de dissecação referente aos morros e aos morrotes. A última classe obtida através da classificação do modelo SINMAP se refere às áreas instáveis, nesta se identificou a presença de 9 cicatrizes de escorregamentos, as quais se encontram concentradas, sobretudo, nas porções norte e oeste da bacia, mais precisamente nas encostas mais íngremes onde se encontram situados os bairros Alto Eldorado, Bom Clima, Bandeirantes, Eldorado e Vista Alegre. De uma forma geral, a partir da conjuntura apresentada, se faz possível perceber, que estas áreas que possuem maior probabilidade à ocorrência de escorregamentos, se encontram atreladas de forma direta a grande presença das classes de uso, ocupação e cobertura da terra referente às áreas edificadas e às áreas de gramíneas, localizadas, sobretudo, nas encostas onde predominam declives superiores a 45%. Nota-se em grande parte dessas áreas instáveis a presença de loteamentos irregulares, ensejados, em sua grande maioria, através de técnicas precárias, responsáveis por profundas mudanças na geometria das encostas, fator este tido, segundo Guidicini e Nieble (1984), como umas das causas mais comuns no desencadeamento de condições de instabilidade, responsabilizando-se, portanto, pela construção de panoramas caracterizados por sérios e recorrentes problemas ambientais, dentre os quais podemos citar os escorregamentos. Na figura 2 tem-se ilustrado o gráfico gerado a partir do procedimento de validação do modelo SINMAP para a BHCT, o qual apresenta uma correlação entre a área de contribuição e a declividade presente na bacia. Apresenta em sua interface um conjunto de pontos aleatórios (Random Points) em associação com os pontos mapeados em campo referentes às cicatrizes de escorregamento (Landslide Points), os quais encontram-se distribuídos ao longo das curvas de saturação (Saturated, Unsaturated e Wetness), como também entre os intervalos de classes referentes ao índice de estabilidade de encostas (SI) estabelecido por Pack, Tarboton e Goodwin (1998). Ao analisarmos e interpretarmos o gráfico se faz evidente que a maioria das cicatrizes de escorregamento mapeadas se encontram situadas entre os intervalos de declividade de 30% a 45%, ou seja, em locais caracterizados por declives acentuados. Nesse sentido, entende-se o porquê da legislação de parcelamento e uso da terra atribuir como áreas de restrição à ocupação humana, aquelas que possuem declives maiores e superiores a 30%. Outro ponto que merece destaque ao analisarmos o gráfico refere-se às condições de pouca umidade (Wetness), ao índice de estabilidade de encostas (SI) inferior a 1,0 e a área de contribuição inferior à 100m², cenário onde se identifica a presença da grande maioria das cicatrizes de escorregamentos, evidenciando assim, que a grande maioria dos escorregamentos que podem vir a ocorrer não necessitam de grandes volumes de chuva, uma vez que, percebe-se na BHCT uma maior influência do fator topográfico, o qual apresenta-se como o agente preponderante para a deflagração dos mesmos. Evidencia-se também, que grande parte das cicatrizes de escorregamentos presentes na condição insaturada (Unsaturated) e saturada (Saturated) vinculam-se de forma direta ao aumento do fator de umidade, como também a área de contribuição, a qual varia entre 1 e 100m². Tal cenário, marcado pela maior influência do fator topográfico na ocorrência de escorregamentos na BHCT se justifica, haja vista que, a referida bacia, inserida no contexto geomorfológico da unidade das Serranias da Zona da Mata Mineira, caracteriza-se pela presença de um relevo que varia de ondulado a fortemente ondulado, com vertentes que tendem a convexidade, associada à formação de anfiteatros. Tal cenário reflete a presença de uma morfologia composta majoritariamente por dois tipos genéticos de modelados: os de acumulação, evidenciado pela presença de Rampas de Colúvio e de uma Planície Alúvio Colúvionar, e os de dissecação evidenciados pela ocorrência de Morros e Morrotes (COSTA, 2016). As classes referentes às áreas estáveis, moderadamente estáveis e com baixa estabilidade, encontram-se vinculadas, em sua grande maioria, aos tipos genéticos de modelados de acumulação referente à planície aluvio- coluvionar e às rampas de colúvio. As Rampas de Colúvio se pronunciam pontualmente nas porções inferiores dos tipos genéticos de modelados de dissecação referente aos morros e aos morrotes, mais precisamente na transição das encostas dos mesmos com os fundos de vale. Ambas as morfologias se encontram caracterizadas pela presença de declives inferiores a 30%, onde predominam, sobremaneira, os processos de deposição e sedimentação, ou seja, esses locais possuem menor probabilidade à ocorrência de escorregamentos. Ainda no que se refere à interpretação da figura 1, nota-se que grande parte das áreas classificadas como instáveis, moderadamente instáveis e com baixa instabilidade, encontram-se concentradas, principalmente, nas porções norte, centro-oeste e sudoeste da bacia, onde destaca-se, respectivamente, a presença dos bairros Bandeirantes, Eldorado e Vista Alegre e alguns setores de encostas próximos ao bairro Quintas da Avenida. Caracterizam-se de forma similar pelo número expressivo de cicatrizes de escorregamentos, sendo que das 36 cicatrizes mapeadas em campo, 35 encontram-se situadas sobre essas áreas que possuem maior propensão à ocorrência de escorregamentos. Nota-se de uma maneira geral que estas áreas de maior instabilidade se encontram vinculadas a um grande número de edificações, à presença da cobertura vegetal referente às gramíneas, além de alguns poucos fragmentos de solo exposto, fatores estes que, em associação com a presença de declives acentuados e superiores a 30%, contribuem para o aumento da predisponência dessas áreas à deflagração dos fenômenos naturais correlatos aos escorregamentos.

Parâmetros de entrada utilizados na execução do modelo SINMAP.


Classes de Estabilidade de encostas e suas respectivas áreas de abrangência (km² e %) e total de cicatrizes. Fonte: Costa, 2016.


Classes de Estabilidade de Encostas da Bacia Hidrográfica do Córrego Tapera.


Gráfico de dispersão representando a Área de Contribuição (Contributing Area) versus Declividade (Slope) com as cicatrizes de escorregamentos mapeadas

Considerações Finais

A metodologia empregada no presente estudo contribuiu de maneira ampla para o entendimento da temática referente à probabilidade de ocorrência de escorregamentos, fenômeno este que se apresenta de forma copiosa na realidade urbana das cidades brasileiras. A partir da conjuntura que fora apresentada, percebe-se que se faz de fundamental importância neste momento de intensas transformações sobre o meio ambiente e de debates sobre as alternativas para a crise das cidades, reconhecer e avaliar as relações existentes entre os elementos que se inter- relacionam e se coadunam na paisagem. Nesse sentido, à aplicação do modelo SINMAP em associação com as técnicas de geoprocessamento e com o uso dos Sistemas de Informações Geográficas, se mostraram como importantes meios técnico-científicos de apoio ao planejamento e para o estudo da dinâmica de movimentos de massa na Bacia Hidrográfica do Córrego Tapera, ou seja, em bacias de pequeno porte. Por fim, cabe ressaltar que, embora os modelos e as geotecnologias constituam-se na atualidade de fundamental importância para os estudos geográficos, proporcionando ganhos em termos de agilidade e precisão, não se deve, jamais, exagerar a importância que as mesmas possuem especialmente no que tange ao ambiente de pesquisa. Afinal, a inteligência, criatividade e um bom preparo profissional são insubstituíveis (SOUZA, 2016).

Agradecimentos

PPGEO/UFJF e CAPES/CNPq, pela concessão da bolsa de Mestrado, a qual propiciou a realização deste estudo.

Referências

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