Banco de dados para danos causados por eventos severos ocorridos no Estado de São Paulo, Brasil

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1 Banco de dados para danos causados por eventos severos ocorridos no Estado de São Paulo, Brasil Pellegrina, G. J. Instituto de Pesquisas Meteorológicas/IPMet, UNESP, Bauru (SP), Brasil, Peixoto, A. S. P. Departamento Engenharia Civil/FE, Unesp, Bauru (SP), Brasil, Nunes, L. H. Instituto de Geociências, Unicamp, Campinas (SP), Brasil, Resumo: Num mundo cada vez mais globalizado em que as notícias sobre eventos severos ocorrem quase que instantaneamente, seus impactos têm cada vez mais conscientizado a população sobre a necessidade de medidas mitigadoras. Nesse sentido, o monitoramento desses eventos torna as ações muito mais eficazes. Objetivando facilitar o acesso ocorrências no Estado de São Paulo, iniciou-se em 2007, uma pesquisa com vistas a organizá-las e estruturá-las em forma de banco de dados. Essas informações compiladas continuamente desde 1995, certamente contribuirão para a determinação de possíveis áreas de risco. Neste trabalho é apresentada a espacialização de quatro tipos de danos causados por eventos severos: escorregamento de encosta, rompimento de barragem, queda de barreira e deslizamento de terra. Os mapas são discutidos considerando-se fatores como tipo de evento, geomorfologia, geologia e densidade demográfica. Abstract: In an globalized world in which news of severe events occur almost instantly, their impacts lead people thinking the need for mitigating measures. Accordingly, the monitoring of these events makes the actions more effective. The access to the information on incidents of natural disasters is of vital importance for a detailed knowledge of their extension and impact for the society. The objective of this research project, initiated in 2007, is to provide easy access to this information by organizing the events and structure them into a database. As this information is being compiled continuously into the database since 1995, it will certainly contribute to the determination of possible risk areas. Here, it is showed four damage maps: slope instability, landslide, failure of man-made slope and failure of dam. The maps are discussed based on several event, geomorphology, geology and population density. 1 INTRODUÇÃO Segundo recente relatório divulgado pelo Fórum Humanitário Global, pessoas morrem por ano em decorrência das mudanças climáticas, sendo que 99% ocorrem em países em desenvolvimento. Segundo esse estudo, as áreas mais afetadas serão o Saara, o Oriente Médio, a Ásia, a África Subsariana, o sul e sudeste da Ásia, a América Latina, partes dos Estados Unidos, países localizados em pequenas ilhas e a região do Ártico. Dessa maneira, o estudo de ocorrência de eventos severos do tempo ganha cada vez mais importância, pois tais ocorrências geram inúmeros impactos sócio-econômicos e ou ambientais, como perdas materiais e de vidas humanas. O monitoramento de informações relativas a esses eventos é muito importante uma vez que tornam mais eficazes as possíveis medidas mitigadoras. Por esse motivo, a partir de 2006, o Instituto de Pesquisas Meteorológicas, IPMet, Unesp, Bauru (SP), iniciou a formalização de um banco de dados de ocorrências registradas no Estado de São Paulo pela Defesa Civil, complementadas por informações obtidas através de jornais locais e edições on-line, determinando vários fenômenos relacionados aos eventos severos. Sendo assim, é interessante mostrar à comunidade geotécnica e científica a existência desse banco de dados e seu conteúdo abrindo a possibilidade do desenvolvimento de inúmeras 1

2 pesquisas na área de Engenharia Ambiental uma vez que possibilita relacionar os eventos severos como granizo, vendaval, ocorrência de raios, enchentes repentinas, chuvas fortes e tornados, com os danos causados sendo esses: queda de barreira, queda de árvore, transbordamento de rio, queda de pontes, inundações, enchentes repentinas, alagamentos, destelhamento, deslizamento de terra, escorregamento de encostas, desbarrancamento, rompimento de barragens, erosão, além de número de desabrigados, desalojados, feridos, vítimas fatais e ao ambiente e outros. Além disso, o trabalho aqui apresentado é complementado com a espacialização das áreas atingidas por tempo severo e tendo como conseqüência quatro tipos de danos causados, sendo eles: escorregamento de encosta, deslizamento de terra, queda de barreira e rompimento de barragem. Foram considerados os eventos ocorridos no período entre 2000 e Tais informações serão complementadas com a geomorfologia, a geologia e a densidade demográfica local. Pretende-se assim cooperar para a determinação de áreas de risco, servindo dessa maneira, de suporte logístico para os órgãos que trabalham com a assistência aos vitimados, além de contribuir com a previsão meteorológica nos sistemas de alerta. 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Segundo Câmara e Monteiro (2004), o universo do mundo real, matemático, de representação e de implementação, em que as estruturas de dados são escolhidas, são baseados em considerações como desempenho, quando acontece a codificação. O processamento dessas informações permite equacionar os problemas da área afetada. É possível por meio deste banco de dados, indicar as principais características e espacializar as informações em um Sistema de Informação Geográfica (SIG), possibilitando um entendimento dos padrões espaciais e temporais associados aos riscos e desastres. Dessa maneira, é viável inserir e integrar, em uma única base de dados, informações espaciais provenientes de dados cartográficos, censitários, cadastro urbano e rural, imagens de satélite, redes e modelos numéricos de terreno. Em acréscimo, são oferecidos mecanismos para combinar as várias informações, por meio de algoritmos de manipulação e análise, bem como para consultar, recuperar, visualizar e plotar o conteúdo da base de dados georreferenciados (Ribeiro e Câmara, 2004). Um modelo de dados é um conjunto de conceitos que podem ser usados para descrever a estrutura e as operações em um banco de dados. O modelo busca sistematizar o entendimento que é desenvolvido a respeito de objetos e fenômenos que serão representados em um sistema informatizado. Os objetos e fenômenos reais, no entanto, são complexos demais para permitir uma representação completa, considerando os recursos à disposição dos Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados (SGBD) atuais. Desta forma, é necessário construir uma abstração dos objetos e fenômenos do mundo real, de modo a obter uma forma de representação conveniente, embora simplificada, que seja adequada às finalidades das aplicações do banco de dados. A abstração de conceitos e entidades existentes é uma parte importante da criação de sistemas de informação. Além disso, o sucesso de qualquer implementação em computador de um sistema de informação é dependente da qualidade da transposição de entidades do mundo real e suas interações para um banco de dados informatizado. A abstração funciona como uma ferramenta que nos ajuda a compreender o sistema, dividindo-o em componentes separados. Cada um destes componentes pode ser visualizado em diferentes níveis de complexidade e detalhe, de acordo com a necessidade de compreensão e representação das diversas entidades de interesse do sistema de informação e suas interações, conforme colocam Davis e Borges (2004). Ao longo dos anos, desde o surgimento dos primeiros SGBDs, foram criados vários modelos de dados que apesar de muitas vezes terem a pretensão de se constituírem em ferramentas genéricas, refletem as condicionantes tecnológicas dos SGBDs à época de sua criação. Existem vários tipos de modelos, desde os que possuem descrições orientadas aos usuários chamados infological até aqueles cuja principal preocupação é a representação no computador, os datalogical. Os modelos podem ser classificados em: modelos de dados conceituais, modelos de dados lógicos e modelos de dados físicos. Na perspectiva moderna de gestão do território, toda ação de planejamento, ordenação ou monitoramento do espaço deve considerar a análise dos diferentes componentes do ambiente, incluindo o meio físico-biótico, a ocupação humana, e seu inter-relacionamento. O conceito de desenvolvimento sustentado, consagrado na Conferência das Nações Unidas para o Meio Ambiente e o Desenvolvimento (CNUMAD - ECO- 92), estabelece que as ações de ocupação do território devem ser precedidas de uma análise abrangente de seus impactos no ambiente, a curto, médio e longo prazo (Medeiros e Câmara, 2004). É possível afirmar que no Brasil há uma relação muito estreita entre o avanço da degradação ambiental, a intensidade do impacto dos desastres e o aumento da vulnerabilidade humana. A degradação aumenta a possibilidade de ocorrência 2

3 de perigos naturais e, freqüentemente, ocorre a possibilidade do perigo se transformar em uma situação previsível, geradora de desastres, causando danos às pessoas. Para garantir a função ambiental e evitar que áreas potenciais se transformem em áreas de risco, a legislação ambiental prevê a existência de áreas de preservação permanente ao longo de rios, lagos, lagoas, encostas e topos de morro. Essas áreas são suscetíveis a processos como inundações, escorregamentos, deslizamentos e outras ocorrências. Observa-se então que, diante da dificuldade do acesso à moradia, o crescimento desordenado, o mau uso do solo, o desmatamento entre outros, houve as ocupações irregulares de várias áreas, resultando num processo crescente de áreas de riscos e vitimados. 2.1 Conceitos de Desastres Naturais Os fenômenos atmosféricos de grande intensidade estão associados a dinâmicas climáticas próprias, geradas naturalmente. Marcelino (2003) afirma que os fenômenos têm relação com sua origem, agrupando-os nas formas meteóricas hídricas (chuva, neve e nevoeiro), mecânicas (tornados e micro-explosões) e elétricas (descargas atmosféricas). Dentre os eventos atmosféricos severos, as tempestades merecem destaque, e quanto a elas, segundo Marcelino (2003), a ocorrência de tempestades intensas pode desencadear diferentes tipos de fenômenos atmosféricos extremos potencialmente danosos, sendo que um dos principais agentes para a sua formação certamente é a condição atmosférica, principalmente em escala sinótica. A Defesa Civil compreende como tempestade uma perturbação violenta da atmosfera, acompanhada de vento e, geralmente, de chuva, neve, granizo, raios e trovões. Para esse órgão, escorregamento de encosta, rompimento de barragem, queda de barreira e deslizamento de terra, são desastres naturais relacionados com a geomorfologia, o intemperismo, a erosão e a acomodação do solo, e guardam efetiva relação com os períodos de chuvas intensas e concentradas. Sendo assim, esses desastres são nitidamente sazonais. Os principais fatores antrópicos de agravamento dos riscos de deslizamentos são: - lançamento de águas servidas; - lançamentos concentrados de águas pluviais; - vazamento nas redes de abastecimento d água; - infiltrações de águas de fossas sanitárias; - cortes realizados com declividade e altura excessivas; - execução inadequada de aterros; - deposição inadequada do lixo; - remoção descontrolada da cobertura vegetal. Dessa maneira, os escorregamentos preponderantemente influenciados por essas causas são denominados escorregamentos induzidos e assumem características de desastres mistos. 3 METODOLOGIA 3.1 Construção do Banco de Dados A elaboração do banco de dados com as informações disponíveis das ocorrências da Defesa Civil do estado de São Paulo foi efetuada de maneira que casos mais graves pudessem ser entendidos com a análise dos radares meteorológicos do Instituto de Pesquisas Meteorológicas (IPMet). Essas informações, no momento, estão disponíveis apenas no sistema intranet do IPMet. Porém, existe a intenção de torná-la pública de forma a contribuir para a verificação de áreas de risco, padrões temporais de ocorrências calamitosas e assim servir como suporte para órgãos que trabalham com a assistência aos vitimados, além de facilitar estudos de casos de tempestades severas. A elaboração do banco de dados de eventos severos foi realizada a partir de informações dos boletins de ocorrência da Defesa Civil do Estado de São Paulo, e delas extraídas as informações mais importantes, contendo os danos ocorridos, os fenômenos atmosféricos que os propiciaram, localização, data e hora dos sinistros. Dessa maneira, os fenômenos atmosféricos foram codificados em oito tipos: granizo; ventos fortes/vendaval; chuvas fortes; raio; tornado; ciclone; frente fria/chuvas contínuas e chuvas moderadas. Ao mesmo tempo, os danos e ocorrências foram codificados em 36 tipos diferentes, Tabela 1. Contudo, de acordo com a Teoria de Classificações, os dados devem ser sistematizados de forma a elaborar classes hierarquicamente organizadas de acordo com os atributos escolhidos e, por isso, foi decidido pela adoção da ocorrência de danos (materiais e ou humanos) na ordenação das informações, considerando um período de 1995 até dos dias atuais. O sistema de gerenciamento de banco de dados (SGBD) escolhido foi o MySQL. Por meio do programa DBDesigner, as tabelas que constituiriam a base de dados foram modeladas e implementadas. Optou-se em disponibilizar este conteúdo por uma plataforma web. Utilizando-se da linguagem de servidor PHP, todo o sistema de visualização dos dados foi construído, sendo que seu layout, até o momento, segue o padrão da Unesp. 3

4 Tabela 1 Danos e ocorrências codificados Desabrigados Destruição de plantação e estrada rural Desalojados Erosão/Buraco Feridos Queda de poste Vítimas fatais Desbarrancamento da margem do rio Queda de barreira Inundações litorâneas Queda de árvores Animais mortos por raio Transbordamento de rios e córregos Acidente aéreo/aeroporto fechado Danos em pontes Escorregamento de encostas Inundação em via pública Acidente com carro Enchentes Pessoa arrastada pela enxurrada Alagamentos Danificação em pavimentação Deslizamento de terra Rompimento de barragem Queda de muro Rompimento da rede de água e esgoto Desabamentos/Rachadur as/danos em imóveis Acidente com trem Congestionamento/Inter dição de via pública Afogamento dentro da residência Danos em veículos Danos causados por raio Destelhamentos Queda de torres Corte no fornecimento de energia e água Queda de outdoor A fim de prover uma base de dados relativa a eventos severos, foi construído um sistema que utiliza páginas de Internet para disponibilizar informações da Defesa Civil. As consultas são disponibilizadas com opções como data, fenômeno, danos causados e localidade. É possível escolher o tipo de dano a ser estudado ou todas as ocorrências daquele dia, naquele local. Além disso, estudar um município específico dentro do limite do estado de São Paulo. Na Figura 1, está exemplificada a opção de todos os fenômenos que podem ser selecionados para um período desejado, no caso de 01 de janeiro de 2000 até 27 de março de Na Figura 2 é apresentado o resultado dessa pesquisa, contendo todas as informações da localidade desejada, constando horário da ocorrência, o fenômeno causador e todas os danos decorrentes, inclusive com número de vítimas fatais, feridos, desabrigados e desalojados. Também pode ser selecionado um dano específico ou se considerar todos para um determinado evento. Dessa maneira, vários estudos podem ser realizados, principalmente quando os dados aqui obtidos são confrontados com a geologia, a geomorfologia, a densidade demográfica e a hidrologia. Além disso, é importante ressaltar que o sistema foi planejado para usar programas gratuitos sendo sua interface disponível como página de Internet que é algo comum e amigável ao usuário de hoje. Figura 1: Página de acesso aos fenômenos 4

5 Figura 2: Janela de acesso das ocorrências. 3.2 Mapas Para a elaboração desse artigo as buscas no banco de dados foram concentradas em quatro tipos de danos fornecidos pela defesa civil no período de 01/01/2000 à 31/12/2008: escorregamento de encostas, deslizamento de terra, queda de barreira e rompimento de barragens, ocorridas no Estado de São Paulo. Na Tabela 2 está apresentado o quantitativo dessas ocorrências. Tabela 2 Quantitativo dos danos a serem analisados. Danos Número de Casos Escorregamento de Encostas 48 Deslizamentos de Terra 268 Queda de Barreiras 71 Rompimento de Barragens 12 Embora escorregamento de encostas, deslizamento de terra e queda de barreiras envolvam os mesmos conceitos geotécnicos, a Defesa Civil os trata separadamente, segundo os seguintes critérios: - Escorregamento de encostas: refere-se a uma ampla variedade de processos envolvendo movimentos coletivos de solo e/ou rocha, regidos pela ação da gravidade. As áreas atingidas são passíveis de zoneamento, podendo ser monitorizadas a partir do acompanhamento de dados de precipitações pluviométricas, principal agente deflagrador do processo. - Deslizamento de terra: caracteriza-se por movimentos gravitacionais de massa que ocorrem de forma rápida, cuja superfície de ruptura é nitidamente definida por limites laterais e profundos, bem caracterizados. - Queda de barreira: caracteriza-se por escorregamentos que atingem o leito de uma pista de rodagem, provocando a interrupção parcial ou total da trafegabilidade da estrada. Sendo assim, para esse artigo, esses danos estão sendo apresentados em mapas distintos, respeitando a divisão da Defesa Civil, Figuras 3 a 6. Neles, as ocorrências foram quantificadas por município. Também, foram obtidos na bibliografia existente, mapas considerando a ocupação, Figura 7, a geologia, Figuras 8 e 9, o relevo, Figura 10 e a seção geológica do Estado de São Paulo, Figura 11. 5

6 Figura 3: Escorregamento de Encostas Figura 4: Deslizamentos de Terra Figura 5: Queda de Barreiras Figura 6: Rompimento de Barragens Figura 7: Aspecto geral da ocupação do território paulista apud Rocha (2005). Figura 8: Mapa Geológico do Estado de São Paulo apud Perrotta et al (2005) Figura 9: Mapa Geológico Geral do Estado de São Paulo apud Rocha (2005) Figura 10: Aspecto Geral do Relevo Paulista apud Rocha (2005) 6

7 40 Figura 11: Seção Geológica Esquemática do Estado de São Paulo apud Ab Saber (1956) in IPT (1981) Quedas de Barreira Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Mês Figura 14: Queda de Barreiras Ago Set Out Nov Dez 4 EXEMPLO DE ANÁLISES DOS DADOS Esse item apresenta um exemplo de análise das informações contidas no banco de dados. Para a realização de uma análise sazonal da ocorrência dos quatro danos aqui analisados foram elaborados histogramas de freqüências mensais em que observa que o período mais crítico está compreendido entre janeiro e março, o trimestre mais chuvoso, Figuras 12 a 15. Dessa maneira, a elaboração desses histogramas associados aos mapas de ocorrência dos dados é importante no sentido de poderem servir de suporte logístico para os órgãos tomadores de decisão e que trabalham com a assistência aos vitimados pelos desastres naturais/mistos, também possibilitando medidas preventivas para diminuir os riscos. Escorregamento de Encostas Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Mês Ago Figura 12: Escorregamento de Encostas Set Out Nov Dez Rompimento de Barragens Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Mês Ago Figura 15: Rompimento de Barragens Set Out Nov Dez Na Figura 16 observa-se a média anual pluviométrica levantada pelo Departamento de Águas e Energia Elétrica entre 1941 e Sant Anna Neto (1995) fez uma análise geográfica da distribuição de chuvas de 1971 a 1993, chegando a conclusão que houve um aumento de 10% em relação ao período anterior. Embora esses dados pareçam antigos, podem ser aqui utilizados como uma análise qualitativa. Deslizamentos de Terra Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Mês Ago Set Figura 13: Deslizamento de Terra Out Nov Dez Figura 16: Chuva média plurianual (período ) apud Rocha (2005) Confrontando-se os dados fornecidos pela Figura 16 com aqueles apresentados nas Figuras 3 a 6, observa-se que a ocorrência de movimentos de massa não ocorre necessariamente nos locais em que a média anual é maior, mas está associada à geologia e à geomorfologia, porém com uma forte 7

8 influência da taxa de ocupação, mostrando que o fator antrópico é extremamente relevante nessas análises. Locais como as cuestas da Serra Geral, nos municípios e Itirapina e Itatinga são o exemplo contrário em que a geomorfologia é o fator predominante. Porém, o número de ocorrências foi inferior ao observado na Bacia Sedimentar de São Paulo. Por outro lado, a região que envolve o cristalino e a Serra do Mar, é a mais crítica e está associada a uma grande incidência de chuvas nessa região. A incidência de quedas de barreiras está associada às rodovias (BR116, BR101 e SP055), o alto índice pluviométrico nas regiões que essas estradas cortam no Estado de São Paulo e ao relevo. Dessa maneira, está claro que os danos causados por eventos severos não devem ser analisados isoladamente e sim, utilizando-se ferramentas com SIG, sendo esse o tema da dissertação de mestrado da primeira autora. 5 COMENTÁRIOS As relações espaciais das cidades com as áreas naturais são cada vez maiores e vêm criando um ambiente de discussão sobre formas e estratégias para conter o processo histórico de desastres e danos. Uma importante lição da leitura desse processo é que toda e qualquer situação desastrosa, é sempre precedida por uma mudança. O ambiente é dinâmico. Isto significa que uma situação de equilíbrio sempre pode, de forma abrupta ou gradual, ser transformada em uma situação de não equilíbrio, contribuindo ou induzindo para um resultado de evento desastroso para o homem. Esse banco de dados possibilita estudos dos principais danos causados à população direta ou indiretamente. E através de estudos de casos e suas reincidências, é possível diagnosticar e estudar uma área de risco e verificar ações de prevenção e alerta. À medida que o homem vai ocupando espaços, os padrões vão se alterando, cada nova mudança impulsionam novas linhas de evolução, novos caminhos, novos condicionantes e novos problemas. Portanto, é muito importante conhecer os fatores indutores das transformações, a vulnerabilidade do sistema e os desastres ambientais, pois estes nunca dependem de um único fator ou variável, mas de um conjunto deles, que vão determinar as condições do meio e suas áreas de risco. Nesse sentido, esse trabalho mostrou que as análises das informações deste banco de dados devem ser realizadas conjuntamente com a densidade demográfica ou taxa de ocupação, a geomorfologia, a geologia e os tipos de eventos severos ocorridos na região de estudo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Câmara, G. e Monteiro, A. M. U. (2004) Conceitos básicos em ciência da geoinformação. In: G. CÂMARA et al. (Ed.) Introdução a ciência da geoinformação, S. J. dos Campos: INPE, Disponível em: < acesso em: março de Davis, C e Borges, K. (2004) Modelos de Dados em Sistemas de Informação Geográfica Disponível em: < acesso em : março de Instituto de Pesquisas Tecnológicas (1981). Mapa Geológico do Estado de São Paulo, 1: , Nota explicativa. São Paulo, IPT. 126p. (Série Monografia nº 6). Marcelino, I. P. V. (2003) Análise episódica de tornados em Santa Catarina: Caracterização sinótica e mineração de dados. Dissertação (Mestrado em Sensoriamento Remoto). Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, São José dos Campos SP. Medeiros, J. S. e Câmara, G. (2004) GIS para Estudos Ambientais. Disponível em: < acesso em : março de Perrotta, M.M.; Salvador, E.D.; Lopes, R.C.; D Agostino, L.Z.; Peruffo, N.; Gomes; S.D.; Sachs, L.L.B.; Meira, V.T.; Lacerda Filho, J.V. (2005) Mapa Geológico do Estado de São Paulo, escala 1: São Paulo: Programa Levantamentos Geológicos Básicos do Brasil, Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais. Ribeiro, G e Câmara, G. (2004) Arquitetura de Sistemas de Informação Geográfica. Disponível em: < acesso em : março de Rocha, G. (2005) Mapa de águas subterrâneas do Estado de São Paulo : escala 1: : - São Paulo : DAEE- Departamento de Águas e Energia Elétrica : IG-Instituto Geológico : IPT- Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo : CPRM- Serviço Geológico do Brasil. nota explicativa / [coordenação geral Gerôncio Rocha, vários colaboradores]. Sant Anna Neto, J. L. (1995) As chuvas no Estado de São Paulo: contribuição ao estudo da variabilidade e tendência da pluviosidade na perspectiva da análise geográfica. São Paulo, (Tese de Doutorado em Geografia Física) - Universidade de São Paulo. 8