ANÁLISE DE RISCOS GEOTÉCNICOS NA IDENTIFICAÇÃO DE ÁREAS NECESSÁRIAS À PRESERVAÇÃO AMBIENTAL E PROPÍCIAS À EXPANSÃO URBANA EM BOM SUCESSO-MG

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1 ANÁLISE DE RISCOS GEOTÉCNICOS NA IDENTIFICAÇÃO DE ÁREAS NECESSÁRIAS À PRESERVAÇÃO AMBIENTAL E PROPÍCIAS À EXPANSÃO URBANA EM BOM SUCESSO-MG A Geotechnical Hazards Analysis to Distinguish Areas that Need Environmental Protection from Areas Suitable for Urban Growth in Bom Sucesso, MG, Brazil Maisa Silveira Resende 1,1 Ana Clara Mourão Moura 1,2 Maria Giovanna Parizzi 2,1 Grazielle Anjos Carvalho 2,2 Universidade Federal de Minas Gerais UFMG ¹Escola de Arquitetura Rua Paraíba, Belo Horizonte-MG, Brasil ¹sisasilveira@gmail.com, 2 anaclara@ufmg.br ²Instituto de Geociências IGC Av. Antônio Carlos, Belo Horizonte-MG, Brasil ²mparizzi@ufmg.br, ¹grazielleac@ufmg.br RESUMO Este artigo apresenta uma metodologia de análise de riscos geotécnicos como subsídio à tomada de decisões no planejamento urbano do município de Bom Sucesso, Minas Gerais, Brasil. O objetivo dessa análise é auxiliar os planejadores urbanos visto que as dinâmicas de ocupação do município vêm ocorrendo de forma conflitante com os valores ambientais. Nesse intuito, a análise de riscos geotécnicos foi desenvolvida, por meio de modelos de análise espacial, com vistas a identificar as áreas que necessitam de preservação ambiental assim como as que são propícias à expansão urbana. Esta metodologia tem como ponto de partida a organização da base cartográfica em plataforma de Sistemas de Informação Geográfica (SIG), a partir da qual quatro cartas temáticas foram elaboradas. Em seguida, como condição para a aplicação do modelo de análise multicritérios, os mapas que possuíam extensão vetorial foram convertidos em formato matricial. A aplicação dessa metodologia de análise espacial apoiada pelo geoprocessamento possibilita a identificação de áreas homogêneas segundo padrões de risco. Conclui-se, portanto, que esta proposta metodológica é aplicável a outros municípios, pois os resultados obtidos são um importante parâmetro para a definição de políticas urbanas de expansão e de controle de áreas não adequadas à ocupação. Palavras chaves: Sistemas de Informação Geográfica (SIG), Análise Multicritérios, Planejamento Urbano. ABSTRACT This paper presents a methodology of geotechnical hazards analysis to aid in spatial decision making for urban planning at the municipality of Bom Sucesso, Minas Gerais, Brazil. The objective of this analysis is to assist the urban decision makers since the dynamics of dwelling at this municipality have occurred in a conflicting way with the environmental values. The geotechnical hazards analysis was therefore developed by means of spatial analysis models to distinguish areas that need environmental protection from areas suitable for urban growth. The starting point for this methodology was the structuring of a cartographic database in a Geographic Information Systems (GIS) platform from which four thematic maps were elaborated. Then, these maps were converted from features to raster in order to apply the multicriteria analysis model. The application of this spatial analysis model supported by GIS platform makes it possible to classify homogeneous areas according to hazards patterns. It is concluded that this methodology is an assay applicable to other municipalities as the obtained results are an important factor for the development of urban growth and environmental protection policies. Keywords: Geographic Information Systems (GIS), Multicriteria Analysis, Urban Planning.

2 1. INTRODUÇÃO A ocupação inicial do município de Bom Sucesso - MG foi motivada pela presença de valores ambientais relacionados à confluência de cursos d água e à delimitação por cadeia de montanhas. A paisagem que recebeu a ocupação antrópica é composição notável, contudo é o principal motivo de conflito no crescimento urbano. Nesse contexto e antevendo as possíveis consequências da evolução dessa dinâmica de ocupação territorial, foi desenvolvido um estudo de caso, piloto no município, cuja metodologia é baseada na aplicação de análises espaciais apoiada pelas tecnologias do geoprocessamento. A análise de riscos geotécnicos é parte integrante desse estudo de caso, cujo objetivo é a caracterização da paisagem do município com vistas a identificar as áreas de necessidade de preservação ambiental assim como as áreas de interesse para a expansão urbana. Primeiramente, para embasar a análise de riscos, buscou-se a compreensão conceitual do termo risco. Cerri e Amaral (1998) definem o conceito de risco como sendo a possibilidade de ocorrência de um acidente. Além disso, segundo White et al. (2001), os riscos naturais estão intrinsecamente ligados ao uso dos recursos naturais e às transformações dos sítios pela sociedade. No que diz respeito à correlação entre as atividades de ocupação e a susceptibilidade dos terrenos quanto aos riscos, Carvalho (2001) completa que a cidade indiferente à geologia é por ela desenhada nos efeitos colaterais negativos. Visto isso, a elaboração das análises de riscos geotécnicos para Bom Sucesso parte da caracterização do relevo do município, por meio da organização de uma base cartográfica composta por dados que representam as Unidades Geológicas, os Solos, as Faixas Altimétricas e as Faixas de Declividades. As referidas cartas temáticas foram elaboradas por meio da utilização de Sistemas de Informação Geográfica (SIG), os quais, de acordo com Moura (2005), têm-se tornado o principal instrumento de planejamento urbano por possibilitar um retrato mais fiel de sua complexidade e permitir a integração de análises por disciplinas diversas. Como o intuito do estudo de caso para o município é a identificação das áreas potenciais para a transformação urbana e das áreas necessárias à preservação ambiental, compõem a análise de riscos geotécnicos duas sínteses de riscos, uma prioriza o interesse urbano e a outra, o ambiental. Para complementar os resultados dessa análise, os tipos de solo presentes no município foram classificados em relação à profundidade das fundações e à susceptibilidade à erosão e ao escorregamento. 2. METODOLOGIA A fim de construir as sínteses sobre os riscos geotécnicos de modo a identificar as áreas necessárias à preservação ambiental bem como as áreas com potencial para a ocupação urbana, foi elaborada em plataforma SIG uma base cartográfica que teve como fonte, para a elaboração da carta temática das Unidades Geológicas de Bom Sucesso, o mapeamento geológico do Estado de Minas Gerais, produzido pela Companhia de Pesquisa e Recursos Minerais (CPRM, 2007); a carta dos Solos de Bom Sucesso é oriunda do Mapa de Solos do Estado de Minas Gerais, o qual é resultado da parceria entre as Universidades Federais de Viçosa (UFV) e de Lavras (UFLA), Fundação Estadual do Meio Ambiente (FEAM) e Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais (CETEC, 2010). Além dessas duas cartas foram elaboradas, através de modelos de análise espacial 3D a partir da camada Digital Elevation Model (DEM) de imagens ASTER (NASA, 2010), as cartas referentes às Faixas Altimétricas e às Faixas de Declividades. Para a execução da proposta metodológica, foi utilizado o software ArcGIS (ESRI, 2012). A análise de riscos geotécnicos foi elaborada a partir de modelos de análise multicritérios. As variáveis, mapeadas inicialmente sob a forma de cartas temáticas, foram selecionadas e, como condição para a aplicação desses modelos, as variáveis que possuíam extensão vetorial foram convertidas em formato matricial tal procedimento otimiza o futuro cruzamento dos dados. Em seguida, foram definidas as dimensões da área de trabalho, abrangendo o entorno da mancha urbana; e a resolução das análises foi adotado valor de pixel 25 metros para a unidade territorial de integração dos dados, porquanto a resposta por unidade de área de 25 por 25 metros é suficiente para o estudo. Após os referidos passos, as variáveis foram combinadas por análise multicritérios. O procedimento de álgebra de mapas escolhido foi a média ponderada. Cada variável foi ponderada pelo método de avaliação "knowledge driven evaluation". Moura (2005) explica ser esse método uma consulta a especialistas conhecedores dos fenômenos e das variáveis da situação avaliada. De acordo com o grau de pertinência referente ao interesse analisado, atribuiu-se pesos, que totalizam 100%, a cada variável combinada e, internamente, foram atribuídas notas aos seus componentes de legenda, em uma escala que varia entre 0 e 10. Para compor as sínteses dos riscos geotécnicos, foram elaboradas as árvores de decisão das figuras 1 e 2. Elas demonstram como as variáveis foram combinadas, os pesos e as notas atribuídas aos seus componentes de legenda, de acordo com o interesse em análise.

3 PVd 1 7 PVAd 9 8 LVd 2 4 Solos 40% LVAd 1 4 LVAd 15 7 LVAd 23 7 LVAd % % 0 Faixas de Declividades 30% % % 7 > 47 % 7 RISCOS GEOTÉCNICOS INTERESSE AMBIENTAL m m m 0 Faixas Altimétricas 20% m m m m m m 10 Grupo 1 2 Unidades Geológicas 10% Grupo 3 6 Grupo 4 5 Grupo 7 3 Grupo 8 8 Fig. 1 - Árvore de decisão elaborada para compor a síntese de riscos geotécnicos de acordo com o interesse ambiental.

4 0 5 % % 10 Faixas de Declividades 40% % % 3 > 47 % 0 Grupo 1 8 Grupo 3 4 Unidades Geológicas 30% Grupo 4 5 Grupo 7 7 Grupo 8 2 PVd 1 6 RISCOS GEOTÉCNICOS INTERESSE URBANO PVAd 9 6 LVd 2 8 Solos 20% LVAd 1 8 LVAd 15 6 LVAd 23 6 LVAd m m m 10 Faixas Altimétricas 10% m m m m m m 0 Fig. 2 - Árvore de decisão elaborada para compor a síntese de riscos geotécnicos de acordo com o interesse urbano.

5 2.1 Síntese De Riscos Geotécnicos Interesse Ambiental Essa síntese foi desenvolvida tendo em vista a necessidade de proteção de algumas áreas devido aos riscos oferecidos à ocupação urbana. As notas foram atribuídas aos componentes de legenda das variáveis destacando com valores elevados os elementos que oferecem maior risco, portanto, com maior necessidade de preservação. As notas com valores menos elevados foram atribuídas aos elementos que significam riscos menores ou ínfimos. Os componentes de legenda da variável Unidades Geológicas foram agrupados e avaliados por meio de estudo comparativo com o Mapa de unidades geotécnicas da Região Metropolitana de Belo Horizonte (Moura et al., 2010). Por sua vez, os tipos de solo encontrados no município foram avaliados baseando-se no manual produzido pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2007). Os pesos atribuídos a cada variável retratam a importância relativa que cada uma delas apresenta na análise. No que concerne a uma análise ambiental, as consideradas de maior importância relativa, ou seja, as que necessitam de prioridade para a proteção ambiental são as variáveis que representam os Solos, com peso 40%, e as Faixas de Declividades, com peso 30%; seguidas das Faixas Altimétricas, que receberam peso 20%, e das Unidades Geológicas, peso 10%. 2.2 Síntese de Riscos Geotécnicos Interesse Urbano Essa síntese tem como objetivo o controle de áreas não adequadas à ocupação urbana. Considerando os riscos oferecidos, tal síntese foi desenvolvida com base no potencial de uso relacionado à ocupação de cada área. Assim, as notas foram atribuídas aos componentes de legenda das respectivas variáveis em ordem de potencial. Os componentes com maior potencial de uso receberam notas de valores elevados. Os menores valores foram atribuídos aos que possuem menor potencial de uso, por conseguinte, menos adequados à ocupação urbana. Os componentes de legenda das variáveis Unidades Geológicas e Solos também foram avaliados de acordo com os estudos desenvolvidos por Moura et al. (2010) e IBGE (2007), respectivamente. As Faixas Altimétricas e as Faixas de Declividades foram avaliadas de acordo com os riscos de inundação e quanto ao grau de dificuldade para a implantação de sistema de drenagem de água pluvial e de sistema de esgotamento sanitário. As faixas cujas notas possuem valores menores são as que representam maiores riscos e maior grau de dificuldade. Em relação às declividades, as faixas pertencentes às referidas na Lei 6.766/79 superiores a 30% de inclinação também receberam as menores notas por serem consideradas inadequadas à ocupação. As ponderações foram atribuídas às variáveis de acordo com o grau de relevância apresentado por cada uma, referentemente ao parcelamento do solo. Analisada a importância que cada variável apresenta às atividades de expansão urbana, elas foram, assim, avaliadas. A variável que representa as Faixas de Declividades recebeu peso 40%; seguida das Unidades Geológicas, com peso 30%; os Solos receberam 20%; e as Faixas Altimétricas, 10%. 2.3 Avaliação dos Solos A fim de informar as tipologias de fundações mais adequadas a cada tipo de solo presente em Bom Sucesso bem como identificar a susceptibilidade dos solos quanto aos processos erosivos e de escorregamento, cada solo foi avaliado de acordo com a profundidade das fundações e com a estabilidade em relação aos processos de erosão e de escorregamento. Em uma escala que varia entre 3 e 9, as maiores notas foram atribuídas aos solos onde há a possibilidade de fundação menos profunda a direta, devido à proximidade do maciço rochoso onde os solos são menos espessos; as menores notas foram atribuídas aos solos onde as fundações devem ser mais profundas onde os solos são mais espessos. Em relação aos processos erosivos e de escorregamento, as maiores notas foram atribuídas aos tipos de solo que possuem maior estabilidade quanto ao processo em análise, logo, as menores notas foram atribuídas aos solos mais susceptíveis a esses processos. 3. RESULTADOS OBTIDOS A construção das sínteses de acordo com os interesses ambiental e urbano resultou na classificação em risco remoto, baixo, moderado, alto e muito alto, como pode ser conferido na figura 3. As áreas de risco considerado alto ou muito alto são as áreas que apresentam maior necessidade de preservação ambiental; em contrapartida, as áreas de risco considerado baixo ou remoto são as áreas que possuem maior potencial para a expansão urbana. Associado ao resultado das sínteses, pode ser apresentado, na figura 4, o resultado da avaliação dos solos quanto à profundidade das fundações e à susceptibilidade aos processos erosivos e de escorregamento. De acordo com os valores atribuídos, a profundidade das fundações foi classificada em rasa, média e profunda; a susceptibilidade dos solos à erosão e ao escorregamento foi classificada em baixa, média a baixa, média e média a alta.

6 Fig. 3 - Mapas resultantes das sínteses dos riscos geotécnicos de acordo com os interesses ambiental e urbano. Fig. 4 - Mapas resultantes da classificação dos solos quanto à profundidade das fundações e quanto à susceptibilidade aos processos erosivos e de escorregamento. (Ampliados para ressaltar a área urbana e seu entorno)

7 4. CONCLUSÃO Os resultados apresentados a partir da elaboração das sínteses de riscos geotécnicos possibilitam a identificação de áreas homogêneas segundo padrões de risco; e, os apresentados a partir da elaboração das cartas temáticas, oriundas da classificação dos solos em relação à profundidade das fundações e à susceptibilidade dos solos quanto aos processos erosivos e de escorregamento, auxiliam na escolha de técnicas construtivas assim como viabilizam a identificação da estabilidade dos solos. De acordo com Moura (2005), esses resultados são um importante parâmetro para a definição de políticas urbanas de expansão da ocupação ou de controle de áreas não adequadas à ocupação urbana. Haja vista a dinâmica de ocupação no município de Bom Sucesso, que vem ocorrendo de forma conflitante com os aspectos ambientais e, por conseguinte, modificando a paisagem e expondo-a a processos geradores de risco, é fundamental, como auxílio ao processo de tomada de decisões no planejamento urbano, a caracterização dos elementos formadores da paisagem assim como dos possíveis riscos gerados pelas suas transformações, de forma a evitar os efeitos danosos ao meio ambiente e à sociedade. Associada à importância das análises multicritérios que originaram as sínteses de riscos geotécnicos, encontrase a produção das cartas temáticas, as quais revelam de forma eficaz as dimensões geográficas dos fenômenos analisados. Cabe ressaltar que a caracterização dos elementos formadores da paisagem não seria eficiente sem o uso do mapeamento geográfico, sobretudo o realizado em plataformas SIG, que possibilitam a constante atualização de dados e informações espaciais capazes de acompanhar os processos dinâmicos das atividades de ocupação e uso do solo. Visto isso, é possível concluir que análises como as que foram desenvolvidas para o município de Bom Sucesso são de suma importância além de serem aplicáveis a outros municípios, pois podem ser diretamente incorporadas aos instrumentos necessários à construção de políticas urbanas de uso e ocupação do solo. A fim de viabilizar essa incorporação, é preciso que os planejadores urbanos façam uso das análises espaciais a partir das ferramentas oferecidas pelas geotecnologias e, constantemente, atualizem os dados e informações para garantir efetividade aos resultados. Somente dessa forma, as análises espaciais poderão ser amplamente empregadas e os resultados, aplicados ao planejamento urbano. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BRASIL. Lei n 6.766, de 19 de dezembro de Dispõe sobre o parcelamento do solo urbano e dá outras providências. Diário Oficial da República Federativa do Brasil, Brasília, DF. Capítulo I, Art 3, Parágrafo único. CARVALHO, E. T., Geologia urbana para todos: uma visão de Belo Horizonte. 2ª edição, Belo Horizonte, Brasil, 176 páginas. CERRI, L.E.S.; AMARAL, C.P., Riscos Geológicos. In: Oliveira, A.M.S.; Brito, S.N.A. (Org). Geologia de Engenharia. São Paulo, Brasil, p IBGE,2007. Manual Técnico de Pedologia. Manuais técnicos em geociências. n 4. 2ª edição, Rio de Janeiro, Brasil. MOURA, A. C. M., Geoprocessamento na gestão e planejamento urbano. 2ª edição, Belo Horizonte, Brasil, 294 páginas. MOURA, A. C. M.; MAGALHÃES, D. M.; MEMÓRIA, E.; PARIZZI, M. G., Mapa de unidades geotécnicas da Região Metropolitana de Belo Horizonte. PDDI-RMBH. Belo Horizonte, Brasil. WHITE, G. F.; KATES, R. K.; BURTON, I., Knowing Better and Losing even more: the use of knowledge in hazards management. Environmental Hazards, Vol. 3, pp