VI FUNDAMENTOS DE GEOPROCESSAMENTO E SUAS APLICAÇÕES ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL

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1 22º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 14 a 19 de Setembro Joinville - Santa Catarina VI FUNDAMENTOS DE GEOPROCESSAMENTO E SUAS APLICAÇÕES ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL (estudo de caso) Liane Maria Azevedo Dornelles(1) Professora Adjunta do Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Coordenadora do NEPGEO Núcleo de Estudos e Pesquisas em Geoprocessamento/IGEO; Geóloga, Mestre em Geociências (Geoquímica Ambiental) pela UFF; Especialista em Geoprocessamento e Doutora em Geografia (Geoprocessamento e Análise Ambiental) pela UFRJ. Sandro Natalino Damásio(2) Aluno de Graduação da Faculdade de Engenharia da UERJ; Bolsista de Extensão / SR-3 sndamasio@ig.com.br João Paulo Teixeira da Fonseca(3) Aluno de Graduação da Faculdade de Geologia da UERJ; Bolsista de Iniciação Científica / SR-2 jpgeo2001@yahoo.com.br Elmo Rodrigues da Silva(4) Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da Faculdade de Engenharia da UERJ; Coordenador Adjunto do Curso de Especialização em Engenharia Sanitária e Ambiental; Engenheiro Civil, Engenheiro Ambiental pela Escola Politécnica de Lausanne, Suíça; Doutor em Saúde Pública pela Fundação Oswaldo Cruz.

2 Endereço(1): Rua Dona Zulmira, 88/303. Maracanã - Rio de Janeiro RJ, Brasil. CEP: dornelle@iis.com.br RESUMO O projeto intitulado "Fundamentos de Geoprocessamento e suas Aplicações", cadastrado junto à Sub-Reitoria de Extensão e Cultura - SR-3, da Universidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJ, foi criado em 1999, tendo como um de seus principais objetivos a disseminação da cultura do Geoprocessamento, através do desenvolvimento, apoio e incentivo às atividades de ensino de graduação e de pós-graduação, no âmbito da UERJ. O presente trabalho descreve as etapas de manuseio de Base de Dados e de aplicações ambientais, com suporte do Sistema de Análise Geo Ambiental - SAGA/UFRJ, desenvolvido pela equipe do Laboratório de Geoprocessamento do Departamento de Geografia da Universidade Federal do Rio de Janeiro - LAGEOP/UFRJ, por parte de discentes do curso de Especialização em Engenharia Sanitária e Ambiental da UERJ, durante o segundo semestre de 2002, fornecendo aos alunos base conceitual em Geoprocessamento, além da localização e quantificação de áreas propícias para a instalação de aterro sanitário. PALAVRAS-CHAVE: Geoprocessamento, Aterro sanitário, Gestão de resíduos sólidos, SAGA-UFRJ. INTRODUÇÃO O conhecimento, a interpretação e a solução de problemas ambientais, voltados para o desenvolvimento sustentável e uso racional de recursos naturais, consistem num importante alicerce para Engenheiros Sanitaristas e Ambientais. O termo Geoprocessamento, numa visão sistêmica como estrutura de percepção ambiental, consiste num "conjunto de técnicas computacionais que opera sobre bases de dados (que são registros de ocorrências) georreferenciados, para os transformar em informação (que é um acréscimo de conhecimento)." (Silva, 2001, p. 12) Sistema Geográfico de Informação, "é um sistema capaz de operar sobre seus dados que são apenas registros de ocorrência de fenômenos identificados reestruturando-os para ganhar conhecimento sobre posições, extensões e relacionamentos taxonômicos, espaciais e temporais contidos em suas bases de dados", podendo ser introduzido em atividades de ensino, em diferentes níveis. (Silva, 2001, p. 40)

3 O presente trabalho é parte integrante do projeto Fundamentos de Geoprocessamento e suas Aplicações e descreve as etapas vinculadas à utilização do Sistema de Análise Geo Ambiental - SAGA/UFRJ, desenvolvido pela equipe do Laboratório de Geoprocessamento do Departamento de Geografia da Universidade Federal do Rio de Janeiro - LAGEOP/UFRJ, no curso de Especialização em Engenharia Sanitária e Ambiental, do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, da Faculdade de Engenharia da UERJ, durante o segundo semestre de 2002, visando a disseminação da cultura do Geoprocessamento, através do manuseio de Base de Dados e de aplicações ambientais voltadas para a identificação de áreas potenciais para a instalação de aterros sanitários. MATERIAIS E MÉTODOS GEOPROCESSAMENTO: TEORIA E PRÁTICA Inicialmente foram proferidas palestras enfocando conceitos acerca de Geoprocessamento e Sistema Geográfico de Informação, com especial ênfase para o Módulo de ANÁLISE AMBIENTAL do SAGA/UFRJ (Figura 1), seguidas de mini-oficinas. O referido módulo possui três funções básicas: Assinatura Ambiental, "usada para definir as características e a planimetria de área(s) delimitada(s) pelo usuário", Monitoria Ambiental que "permite definir e calcular as áreas alteradas e o destino dado a elas", pois esta função permite que se trabalhe com registros sucessivos de fenômenos ambientais através de mapeamentos em épocas distintas; e Avaliação Ambiental que faz uso da média ponderada, uma das estruturas lógicas de análises utilizadas para o entendimento de situações ambientais, na qual são aferidos pesos para cada mapa utilizado, como também notas para cada tipo de legenda, de acordo com sua importância. (Silva, 1999) Figura 1: Tela do Vista SAGA/UFRJ. (Saga, 1999) GESTÃO AMBIENTAL: BASE DE DADOS E SAGA/UFRJ O gerenciamento dos resíduos sólidos, com suporte do Geoprocessamento, tem se constituído num instrumento efetivo de suporte à gestão ambiental. Para um gerenciamento adequado, distintos aspectos devem ser considerados, dentre eles: tipo do resíduo, classificação quanto a sua composição química e orgânica, tratamento necessário, local adequado para seu depósito, logística desse material, trajeto de coleta, otimização dessa coleta, entre outros. As características físicas e sócio-econômicas, a Legislação Ambiental, as Normas Técnicas, aliadas ao suporte de um SIG foram utilizadas por Andrade (2000), para a identificação de 38 áreas potenciais para a instalação de aterros sanitários no Distrito Federal.

4 Silva et al. (2000) utilizaram um critério múltiplo, envolvendo a avaliação das condições ambientais de cada área, aspectos legislativos, extensão das áreas e condições de impedância das trajetórias entre a área geradora dos resíduos e os possíveis sítios de depósitos sanitários, para a identificação de áreas propícias à implantação de aterro sanitário, em Mangaratiba, com suporte do Geoprocessamento. Aplicando funções de classificação contínua dos dados e análise espacial não boolena, Weber & Hasenack (2003), avaliaram o uso da ferramenta SIG Sistema de Informação Geográfica, através de um zoneamento de aptidão à instalação de um aterro sanitário no município de Osório/RS. A base de dados do município de Mangaratiba, localizado na porção oeste do estado do Rio de Janeiro, contendo distintos mapas em formato raster: Altimetria (coropletas), Declividades, Unidades Litológicas, Unidades Geomorfológicas, Proximidades, Uso do solo/cobertura vegetal (Figura 2), foi utilizada para a geração de mapas de áreas potenciais para aterro sanitário, com auxílio da função Avaliação Ambiental. Além do manual de utilização do programa em estudo, foi elaborado um texto para consulta contendo informações acerca de artigos científicos, voltados para o uso de GIS na identificação de áreas potenciais para a instalação de aterros sanitários, além de um mini-glossário com a descrição de unidades litológicas e geomorfológicas, entre outras. (Saga, 1999; Andrade, 2000; Silva et al., 2000) Figura 2: Tela do Vista SAGA/UFRJ (versão for Windows), contendo o cartograma Geomorfologia. (Saga, 1999) Na Avaliação Ambiental Simples são utilizados somente mapas básicos pertinentes ao inventário de dados disponíveis, enquanto que nas Avaliações Complexas temos combinações efetuadas entre mapas oriundos das Avaliações Simples entre si ou entre mapas do inventário ambiental. As referidas Avaliações podem ser elaboradas com e sem relatórios. Na Avaliação com relatório são gerados relatórios contendo: temas, classes, mapa final, freqüências, bloqueios e combinações encontradas. Na Avaliação dita "sem extensão" as notas atribuídas variam de 0 a 10, enquanto que na "estendida" de 0 a 100, objetivando maior ou menor detalhe nas classificações pretendidas. Nas Avaliações Ambientais Diretas, a partir da combinação de dados originalmente inventariados podemos gerar resultados representados por mapeamentos de risco ambiental e potencial ambiental. Alterações ambientais, oriundas de atividades antrópicas, catástrofes naturais ou lentas alterações das condições do meio ambiente, expõem as limitações ambientais do meio físico. (Silva, 1999) Através da função Avaliação Ambiental sem Extensão do SAGA/UFRJ, cada grupo de discentes elaborou um mapa contendo áreas potenciais para a instalação de aterros sanitários no município de Mangaratiba, utilizando-se os mapas de altimetria, declividade, unidades litológicas, geomorfologia, proximidade de estradas e uso da terra (Figura 3). Os pesos atribuídos aos mapas temáticos em apreço (totalizando 100%), bem como as notas aplicadas para as classes de cada um dos cartogramas (0 a 10), basearam-se na importância

5 de cada mapa na indicação das áreas para aterro sanitário, tendo em vista os aspectos ambientais. Figura 3: Tela do Vista SAGA/UFRJ, contendo a função a Avaliação Ambiental sem Extensão. O cotejo dos resultados obtidos foi efetuado através de Assinaturas Ambientais (Figura 4) englobando cada mapa de potencial, gerado por grupo de discentes, frente ao mapa "Áreas Potenciais para Aterro Sanitário". (Silva et al., 2000) Figura 4: Tela do Vista SAGA/UFRJ, contendo a função a Assinatura Ambiental. RESULTADOS Conforme Silva (1999, p. 55) "a atribuição de pesos deve responder à seguinte questão: Em relação ao conjunto de cartogramas digitais selecionados, qual a importância relativa, em pontos percentuais do tipo de característica ambiental contido em cada cartograma digital (geologia, solos, uso da terra, e outros), para a ocorrência da alteração ambiental sob estudo (enchentes, expansão urbana, entre outros)?" A importância relativa dos cartogramas em estudo (Silva et al,. 2000), no tocante à seleção de áreas potenciais para a instalação de aterros sanitários no município de Mangaratiba, foi: Uso do solo/cobertura vegetal > Unidades Geomorfológicas > Unidades Litológicas, Altimetria > Declividades, Proximidades. A atribuição de pesos, por parte dos discentes (Tabela 1, Figura 5), para os mapas de Unidades Litológicas, Declividades e Uso do solo/cobertura vegetal foram similares aos atribuídos por Silva et al. (2000). No tocante ao cartograma Unidades Geomorfológicas, a margem de concordância foi de 67 %, ocorrendo diferença significativa (33 % de concordância) para os demais cartogramas. Tabela 1: Pesos (%) aferidos ao mapas, por grupos de discentes. Mapa Peso do Mapas (%) Grupo 1 Grupo 2

6 Grupo 3 Unidades Litológicas Unidades Geomorfológicas Altimetria Declividades Proximidades Uso do solo/cobertura vegetal 25 30

7 28 Figura 5: Tela contendo exemplo de relatório de Assinatura Ambiental. Os resultados, acima citados, foram trabalhados em aula, objetivando-se a fixação de conceitos acerca da importância de cada cartograma, fomentando o entendimento do algoritmo utilizado na Avaliação Ambiental (Figura 6; Silva, 1999, p. 55): n A ij = S (Pk x Nk ) k=1 Onde: Aij = pixel da base georreferenciada sob análise; n = número de cartogramas digitais utilizados; Pk = pontos percentuais atribuídos ao cartograma digital "k", dividido por 100; Nk = possibilidade (nas escalas de "0 a 10" ou "0 a 100") da ocorrência conjunta da classe "k", com a alteração ambiental sob análise (uma única classe, para cada cartograma digital, pode ocorrer em cada pixel). CONCLUSÕES A difusão da cultura do Geoprocessamento, através da utilização do SAGA/UFRJ, permitiu aos discentes localizar e quantificar áreas propícias para a instalação de aterro sanitário, firmando-se como importante ferramenta de análise ambiental fomentando, também, o uso de novos softwares de GIS, aliado a distintas aplicações em Engenharia Sanitária e Ambiental. Figura 6: Discentes e docentes, em atividade, no Laboratório de Geoprocessamento LAGEPRO, do Departamento de Geografia, do Instituto de Geociências da UERJ.

8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDRADE, f.s. Uso de Sistemas de Informação Geográfica na identificação de áreas potenciais para a instalação de aterros sanitários no Distrito Federal. VI GIS BRASIL Anais. Salvador BA, SAGA. Sistema de Análise Geo Ambiental Manual do Software versão c.beta. Curso de Especialização em Geoprocessamento Universidade Federal do Rio de Janeiro Silva, J.X. da.. SGi s: Uma Proposta Metodológica. Curso de Especialização em Geoprocessamento Universidade Federal do Rio de Janeiro Silva, J.X. da; Rocha, c.h.b.; brito filho, l.f., cruz, m.s.r.b. Locais para aterros sanitários em Mangaratiba / RJ: seleção por Geoprocessamento. VI GIS BRASIL Anais. Salvador BA, Silva, J.X. da. Geoprocessamento para Análise Ambiental. J. Xavier da Silva Rio de Janeiro, Brasil, WEBER, E.; HASENACK, H. Avaliação de áreas para instalação de aterro sanitário através de análises em SIG com classificação contínua dos dados. Disponível na INTERNET via Arquivo consultado em 2003.