15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental

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1 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental CARTAS GEOTÉCNICAS DE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO COMO INSTRUMENTO DE GESTÃO DE RISCOS E PREVENÇÃO DE DESASTRES NATURAIS: EXEMPLO DO MUNICÍPIO DE SÃO JOSÉ, SC. Juan Antonio Altamirano Flores 1 ; Joël Robert Georges Marcel Pellerin 2 ; Edison Ramos Tomazzoli 3 ; Janete Josina de Abreu 4, Rafael Augusto dos Reis Higashi 5 ; Gerly Mattos Sanchez 6 Resumo Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de mapas geotécnicos de aptidão urbanização no município de São José, Estado de Santa Catarina, para subsidiar o planejamento urbano com base na gestão e prevenção de desastres naturais, associados à ocorrência de inundações e deslizamentos. A metodologia adotada procurou integrar as características regionais desses dois tipos de processos físicos e incluiu os seguintes procedimentos: coleta de dados primários e secundários em geologia, geomorfologia, geotecnia, geofísica e hidrologia; análise e cruzamento dos dados obtidos; mapeamento da susceptibilidade a inundações e aos deslizamentos; preparação de mapas de aptidão geotécnica à urbanização frente aos processos físicos investigados nas duas áreas de estudo selecionadas. Os resultados indicaram a presença de três grandes classes de aptidão geotécnica à urbanização relacionada à suscetibilidade aos processos analisados: zonas de ocupação urbana inadequada, associadas às encostas com declives acima de 20 a 25, que apresentam alta probabilidade de deslizamentos e áreas freqüentemente afetadas por inundações; zonas com restrição moderada à urbanização, associadas às encostas com declividade entre 10 e 25, suscetíveis a deslizamentos induzidos, além de zonas de inundação com maior período de retorno e zonas adequadas à urbanização ou de baixa restrição, correspondentes às encostas com declive inferior a 10 e áreas situadas acima dos níveis de inundação. Abstract This work aims at the development of geotechnical suitability maps to urbanization in two municipalities of the State of Santa Catarina, in southern Brazil, to support urban land planning based on risk management and prevention of natural disasters related to the occurrence of floods and landslides. The methodology adopted sought to integrate regional characteristics related to the development of these two types of physical processes and included: primary and secondary data collection in geology, geomorphology, geotechnical, geophysical and hydrology; analysis and cross data obtained; the mapping of susceptibility to floods and landslides and the preparation of geotechnical suitability maps to urbanization in relation to physical processes investigated, in two selected areas of study. The results indicated the presence of three major classes of geotechnical suitability for urbanization related to the susceptibility of the land to the processes analyzed: inadequate urban occupation zones, associated with hillsides with slopes above 20 to 25, which show high probability of landslides and lowland areas frequently affected by floods; zones of moderate restriction related to the hillsides between 5 and 25 slope, susceptible to induced landslides and flood zones with higher return period; and appropriate to urbanization or low restriction zones, corresponding to the hillsides with slope below 5 and areas situated above the flood levels. Palavras-Chave deslizamentos; inundações; carta geotécnica. 1 Geól., Dr, Universidade Federal de Santa Catarina: Florianópolis SC, (49) , juan.flores@ufsc.br 2 Geóg., Dr, Universidade Federal de Santa Catarina: Florianópolis SC (48) , pellerin@cfh.ufsc.br 3 Geól., Dr, Universidade Federal de Santa Catarina: Florianópolis SC, (49) , edison@cfh.ufsc.br 4 Geóg., Dra, Universidade Federal de Santa Catarina: Florianópolis SC (48) , janete.abreu@ufsc.br 5 Eng. Civil, Dr, Universidade Federal de Santa Catarina: Florianópolis SC, (49) , rhigashi@gmail.com 6 Geóg., MSc, PPGG - Universidade Federal de Santa Catarina: Florianópolis SC (48) , gerlysanchez@gmail.com 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 1

2 1. INTRODUÇÃO Vários autores têm destacado a utilização da cartografia geotécnica na identificação de aptidão ao uso do solo e seu papel como instrumento de subsídio ao planejamento territorial, com ênfase no planejamento urbano voltado à prevenção de riscos e desastres naturais, entre os quais figuram os trabalhos de Zuquette (1993), Prandini et al. (1992), Prandini et al. (1995), Freitas & Campanha (2007) e Sobreira & Souza (2012). De acordo com Sobreira & Souza (op. cit) a carta geotécnica reflete a suscetibilidade e potencialidade de determinado fenômeno geológico natural causar transformações do meio físico, fornecendo subsídios para a cartografia de riscos, que aponta a probabilidade de danos humanos e materiais nas áreas ocupadas. Permite também a avaliação geotécnica dos terrenos em termos de aptidão à urbanização. Diferentes abordagens metodológicas são propostas na literatura para a elaboração de cartografia geotécnica voltada à prevenção de riscos naturais. Nos trabalhos desenvolvidos no Brasil nos últimos trinta anos destacam-se as propostas metodológicas apresentadas por Zuquette (1987) e Pradini et al. (1995). De acordo com Diniz (2012), no cenário atual, o desafio para a cartografia geotécnica nacional voltada à aptidão urbana e à prevenção de riscos e de desastres naturais, consiste na definição de modelos geodinâmicos que considerem as regionalidades da geodiversidade brasileira, buscando melhor subsidiar a gestão de riscos e de desastres naturais no país. O presente trabalho tem por objetivo apresentar os principais resultados obtido em pesquisa desenvolvida em parceria com o Ministério das Cidades, voltada ao desenvolvimento de metodologia para a elaboração de cartas geotécnicas de aptidão à urbanização, frente aos desastres naturais associados à ocorrência de inundações e movimentos gravitacionais de massa nas encostas, em áreas com potencial de expansão urbana no município de São José, estado de Santa Catarina. Para o desenvolvimento da pesquisa foi escolhido o município de São José, situado na região da Grande Florianópolis. A área delimitada para estudo está inserida no perímetro urbano do município e integra a bacia hidrográfica do rio Forquilhas. É caracterizada pela presença de elevações do embasamento cristalino constituído por gnaisses e migmatitos de idade neoproterozóica (Basei, 1985) e por áreas de planície flúvio-marinha quaternária. 2. MÉTODOS E TÉCNICAS A metodologia adotada integra elementos presentes nos métodos propostos por Zuquette (1987) e Cerri et al. (1996), com aumento do nível de detalhamento da escala de mapeamento. Procurou também avançar na compreensão das especificidades regionais dos processos geodinâmicos analisados, ao integrar a realização de ensaios geotécnicos, conforme proposto por Davison Dias (1995) e a aplicação de método geofísico para avaliar o comportamento da espessura dos solos em áreas de encosta. Foram considerados ainda critérios legais de restrição à ocupação urbana do solo, com o mapeamento das áreas de preservação permanentes (APPs). O desenvolvimento da pesquisa incluiu o levantamento, análise e sistematização de informações existentes, incluindo documentos cartográficos e mapas temáticos de dados geoambientais que pudessem subsidiar os trabalhos de mapeamento de suscetibilidade aos deslizamentos e inundações nas áreas de estudo; a elaboração de base cartográfica nas escalas de 1:25.000, de planejamento regional e de 1:10.000, de planejamento urbano; a elaboração de modelos digitais de terrenos (MDT) para subsidiar a análise de dados morfométricos nas escalas de trabalho adotadas; o levantamento de dados de campo nas áreas de geologia, geomorfologia, pedologia, geotecnia e geofísica, com a realização de análises de amostras de solo em laboratório; a elaboração de mapas temáticos específicos, com destaque para os mapas de geologia, geomorfologia, declividade e geotécnico; o cruzamento dos dados obtidos para a 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 2

3 elaboração de carta de suscetibilidade aos processos de inundação e deslizamento e de cartas geotécnicas de aptidão à urbanização frente aos desastres naturais relacionados aos processos físicos investigados. 3. RESULTADOS Os resultados obtidos nas áreas de trabalho selecionadas permitiram, nas duas escalas de trabalho, a identificação de zonas homogêneas quanto aos critérios considerados no estudo, possibilitando a classificação do grau de suscetibilidade aos processos físicos analisados e a elaboração das cartas geotécnicas de aptidão à urbanização. A elaboração das cartas de suscetibilidade aos deslizamentos e inundações e das cartas geotécnicas de aptidão à urbanização na bacia do rio Forquilhas na escala de planejamento regional (1:25.000) indicou que, dos 54,2 km 2 que integram a área analisada, 41,1% representam setores inadequados à urbanização por razões físicas e legais (zonas de baixa aptidão à urbanização). Com base nas análises geotécnicas realizadas, esses setores correspondem às encostas com declividade superior a 25º em substrato de rochas graníticas ou 20º em substrato de gnaisse, com solos residuais de grande espessura (figura 01), que apresentam alta suscetibilidade a deslizamentos naturais ou induzidos e aos fluxos de detritos. Correspondem também às áreas de planície afetadas com maior freqüência pelas inundações, situadas em cotas altimétricas entre 1,0 e 3,0 metros e nível da água atingido entre 2,0 e 3,0 metros ou mais. Do total da área mapeada, 52.1% correspondem a setores com diversas restrições à urbanização (zonas de média aptidão à urbanização), incluindo zonas com possibilidade de deslizamentos induzidos e zonas inundáveis com menor freqüência. Apenas 6.8% da área analisada correspondem a setores adequados à ocupação urbana (zonas de alta aptidão à urbanização), onde não se identifica a necessidade de cuidados especiais voltados para a prevenção de desastres naturais. Figura 01: Perfilagem geofísica em encosta da área de estudo mostrando variações de espessura das formações de alteração do gnaisse (de 2 a mais de 25 metros), e um forte fraturamento do substrato, além de saturação do solo no setor inferior, que apresenta cicatrizes de deslizamento. A figura 02 ilustra o mapeamento geotécnico elaborado na presente pesquisa para a bacia do rio Forquilhas, na escala de planejamento regional. Essa escala de trabalho permite melhor contextualizar os cenários de risco para as áreas mapeadas na escala de planejamento urbano. 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 3

4 Figura 02: Carta geotécnica de aptidão à urbanização na escala do planejamento regional (1:25.000) na bacia do rio Forquilhas indicando zonas aptidão à urbanização: baixa aptidão (em vermelho); média aptidão (em tons de amarelo) e alta aptidão (em verde). Conforme mostra a figura 03 a aptidão à ocupação urbana do solo na área de estudo é mais detalhada na carta elaborada na escala de planejamento urbano (1:10.000) para os bairros de Potecas e Forquilhinhas na bacia do rio Forquilhas. Figura 03: Carta geotécnica de aptidão à urbanização na escala do planejamento urbano (1:10.000) nos bairros Potecas e Forquilhinhas, indicando zonas aptidão à urbanização: baixa aptidão (em vermelho); média aptidão (em tons de amarelo) e alta aptidão (em verde). 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 4

5 Os setores da área de estudo que apresentam restrições à ocupação urbana exigem a realização de obras estruturais para a urbanização, incluindo aterros nas áreas baixas afetadas por inundações de maior tempo de retorno e o manejo adequado das encostas com declividades entre 5 e 20-25, visando à prevenção de desastres naturais. É importante salientar que, de acordo com o uso do solo previsto, o planejamento urbano com base na prevenção de desastres naturais relacionados aos processos analisados deve ser complementado por estudos específicos em escala de projeto, visando maior detalhamento do grau de aptidão dos terrenos ao uso urbano, com a identificação de possíveis restrições geotécnicas nessa escala de trabalho. 4. CONCLUSÕES O desenvolvimento de metodologia de cartografia geotécnica de aptidão à urbanização frente aos desastres naturais e sua aplicação nas escalas de planejamento regional e urbano, a partir do exemplo dos municípios de São José, possibilitou avanços significativos para a compreensão da suscetibilidade aos principais processos físicos responsáveis por desastres naturais na região de estudo. Nas áreas de encosta, a integração na metodologia de parâmetros geotécnicos e geofísicos na avaliação de suscetibilidade aos movimentos gravitacionais de massa, possibilitou ampliar o entendimento das características geomecânicas e da espessura dos solos e, conseqüentemente, do comportamento das áreas de encosta aos deslizamentos. Em relação às ameaças hidrológicas diretas, a elaboração das cartas geotécnicas permitiu a delimitação satisfatória das áreas afetadas por inundações, abrangendo diferentes tempos de recorrência e características distintas dos processos, que podem se manifestar na forma de inundações graduais ou associadas à ocorrência de enxurradas. O crescente adensamento populacional na área de estudo aponta o aumento da probabilidade de ocorrências futuras de desastres naturais no município de São José. É nesse contexto que reside o interesse de aplicação da cartografia geotécnica como ferramenta de planejamento territorial, gestão de riscos e prevenção de desastres naturais em áreas com potencial para expansão urbana. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ao Ministério das Cidades, através da Secretária Nacional de Acessibilidade e Serviços Urbanos, pelo apoio financeiro para a pesquisa desenvolvida. Os agradecimentos se estendem também à prefeitura municipal de São José, à Defesa Civil Estadual e Municipal de São José e a equipe técnica de Associação da Região da Grande Florianópolis (GRANFPOLIS), pelo fornecimento de dados secundários para apoio à pesquisa. REFERÊNCIAS BASEI, M.A.S O Cinturão Dom Feliciano em Santa Catarina. São Paulo. 195 p. Tese de Doutorado em Geociências, Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo. BRASIL. (2012) LEI Nº , DE 10 DE ABRIL DE Institui a Política Nacional de Proteção e Defesa Civil PNPDEC. CERRI, L.E.S.; AKIOSSI, A.; AUGUSTO FILHO, O. & ZAINE,J.E. (1996) Cartas e mapas geotécnicos de áreas urbanas: reflexões sobre as escalas de trabalho e proposta de elaboração com o emprego do método de detalhamento progressivo. In: ABGE CONGRESSO BRASILEIRO GEOLOGIA DE ENGENHARIA, 8, Rio de Janeiro. Anais, v.2, p º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 5

6 DAVISON DIAS, R. (1995) Proposta de Metodologia de Definição de Carta Geotécnica Básica em Regiões Tropicais e Subtropicais. Revista do Instituto Geológico, São Paulo, SP, Volume Especial, p DINIZ, N. C. (2012) Cartografia geotécnica por classificação de unidades de terreno e avaliação de suscetibilidade e aptidão. Revista Brasileira de Geologia de Engenharia e Ambiental, v. 2, p FREITAS, C, G, L. de; CAMPANHA, V. A. (2007) Carta geotécnica e ambiental aplicada em planos diretores municipais. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE CARTOGRAFIA GEOTÉCNICA E GEOAMBIENTAL, 6, Uberlândia. Anais... Uberlândia: ABGE, p PRANDINI, F. L.; FREITAS, C. G. L. de; NAKAZAWA, V. A.(1992) A cartografia geotécnica na prevenção e mitigação dos impactos ambientais. Anu. Inst. Geocienc., vol.15, p PRANDINI, F.L.; NAKAZAWA, V.A.; FREITAS, C.G.L. & DINIZ, N.C. (1995) Cartografia Geotécnica nos planos diretores regionais e municipais. In: O.Y. Bitar (coord.) Curso de Geologia Aplicada ao Meio Ambiente. ABGE/IPTDIGEO. São Paulo. Série Meio Ambiente. p SOBREIRA, G. F.; SOUZA, L. A.(2012) Cartografia Geotécnica Aplicada ao Planejamento Urbano. Revista Brasileira de Geologia de Engenharia e Ambiental. São Paulo, v. 2, n. 2, p ZUQUETTE, L. V. (1987) Análise Crítica da Cartografia Geotécnica e Proposta Metodológica para as Condições Brasileiras. Tese de Doutorado em Geotecnia, Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 3v, 657p. ZUQUETTE, L. V. (1993) A importância do mapeamento geotécnico no uso e na ocupação do meio físico: fundamentos e guia para elaboração. Tese de Livre Docência, Escola de Engenharia de São Carlos Universidade de São Paulo, São Carlos, 369p. 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 6