A CONTRIBUIÇÃO DA CARTOGRAFIA MORFOMÉTRICA DO RELEVO PARA A ANÁLISE AMBIENTAL: EXEMPLOS DO LITORAL BRASILEIRO

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1 VI Seminário Latino Americano de Geografia Física II Seminário Ibero Americano de Geografia Física Universidade de Coimbra, Maio de 2010 A CONTRIBUIÇÃO DA CARTOGRAFIA MORFOMÉTRICA DO RELEVO PARA A ANÁLISE AMBIENTAL: EXEMPLOS DO LITORAL BRASILEIRO Ana Cecília Pereira Machado 1 Cenira Maria Lupinacci da Cunha 2 Simone Emiko Sato 3 1 Graduanda em Geografia Dep. de Planejamento Territorial e Geoprocessamento Laboratório de Geomorfologia - UNESP Rio Claro, SP/Brasil. ceciliana@rc.unesp.br. 2 Professora Doutora Dep. de Planejamento Territorial e Geoprocessamento Laboratório de Geomorfologia - UNESP Rio Claro. SP/Brasil. cenira@rc.unesp.br. 3 Doutoranda em Geografia Dep. de Planejamento Territorial e Geoprocessamento Laboratório de Geomorfologia UNESP Rio Claro.SP/Brasil. simone_emiko@yahoo.com.br. INTRODUÇÃO As cartas morfométricas são instrumentos que possibilitam a quantificação e análise dos elementos geométricos do relevo, proporcionando entendimento estrutural e escultural deste, além da identificação de setores potencialmente susceptíveis à ação morfogenética. Assim, estas cartas são úteis ao planejamento ambiental por identificarem espaços cuja interferência antrópica pode dinamizar os processos de degradação geomorfológica e ambiental. No cenário brasileiro, onde os produtos orbitais e aerofotogramétricos apresentam elevado custo, o uso da cartografia morfométrica é instrumento importante, haja vista sua acessibilidade devido ao baixo custo bem como a confiabilidade dos resultados obtidos. Assim, este trabalho tem como objetivo apresentar as técnicas utilizadas nas cartas de declividade e de dissecação horizontal, importantes instrumentos utilizados para a análise morfométrica do relevo, em estudos do litoral do estado de São Paulo, principalmente no setor da Baixada Santista, adotados no Laboratório de Geomorfologia da UNESP (Universidade Estadual Paulista), Campus de Rio Claro. 1

2 Tema 2- Expansão e democratização das novas tecnologias em Geografia Física: aplicações emergentes ÁREA DE ESTUDO A área de estudo compreende a região metropolitana da Baixada Santista, localizada no litoral do Estado de São Paulo (Figura 1). Esta região é formada por nove municípios (Bertioga, Guarujá, Cubatão, Santos, São Vicente, Praia Grande, Mongaguá, Itanhaém e Peruíbe), onde vivem cerca de 1,4 milhões de habitantes. Segundo dados da Emplasa (2002), nas épocas de temporadas de verão e carnaval este número pode dobrar ou até mesmo triplicar (nos casos de Itanhaém e Praia Grande). Essa região dispõe de três compartimentos geomorfológicos distintos: Planície Costeira, Serra do Mar e, em alguns municípios, Planalto Paulistano. Figura 1: Mapa da Região Metropolitana da Baixada Santista/SP Brasil. Fonte: IGC, 2002 apud Souza & Cunha, A origem da Serra do Mar está vinculada a processos ocasionados desde o Pré- Cambriano, na sua formação litológica cristalina, passando por processos distintos ao longo dos Períodos Geológicos tais como soerguimento, falhamentos, basculamento, retomada erosiva, pediplanação, dentre outros. 2

3 VI Seminário Latino Americano de Geografia Física II Seminário Ibero Americano de Geografia Física Universidade de Coimbra, Maio de 2010 Assim, abrange um contexto complexo, que ocasionou o remodelamento do relevo, influenciando na estrutura e morfometria também do Planalto Atlântico, modificando drenagens, alterando processos de erosão e deposição, reorganizando, a partir daí, toda a sua morfogênese. (Suguio et al, 2005; Ab Saber, 1965; Almeida e Carneiro, 1998). Conforme Almeida e Carneiro (1998) no caso da Serra do Mar, as falhas ainda estão ativas, como reflexo da elevada taxa de basculamento na área. Já a origem das planícies costeiras brasileiras, de um modo geral, relaciona-se às oscilações do nível marinho, resultado da eustasia e do tectonismo, assim como das oscilações climáticas do Quaternário (SUGUIO et al., 1985; AB SABER, 1965; SUGUIO & MARTIN, 1978; SUGUIO, 2001). Assim, essa área abrange morfologias distintas como a Planície Costeira, com altimetrias de 0 a 20 metros, apresentando terrenos planos oriundos da sedimentação marinha e fluvial Quaternária; a Serra do Mar com altimetrias que variam de 800 a 1200 metros acima do nível do mar, apresentando escarpas ora festonadas, ora desfeita em espigões lineares digitados seguida pelo Planalto Paulistano, que possui o relevo suavizado, desfeito em morros e espigões, divisores de alturas modestas, cujas altitudes estão entre 720 e 900 metros (IPT, 1981). Neste contexto, a Baixada Santista apresenta uma complexa e frágil relação sistêmica entre seus elementos, identificados por suas características climáticas, pedológicas, geomorfológicas, geológicas, biológicas e hidrológicas inerentes a esses ambientes. Além disso, as influências continentais e oceânicas, típicas das áreas litorâneas, condicionam alta suscetibilidade à ação antrópica, a qual se intensifica com o decorrer do tempo, por intermédio do desenfreado uso e ocupação do solo. METODOLOGIA Diante das morfoesculturas apresentadas, a cartografia morfométrica tem muito a contribuir ao gerenciamento costeiro da área. Segundo Christofoletti (1969 apud Oliveira, 2003), os estudos morfométricos têm como principal objetivo de análise a mensuração das formas de relevo, a partir de cálculos de índices que buscam avaliar a morfometria deste a fim de espacializar cartograficamente os processos atuantes. Dessa forma, torna-se possível identificar áreas potencialmente susceptíveis às ações antrópicas. Além disso, as cartas morfométricas propiciam uma fácil leitura inclusive pelo público não especialista, por se tratar de cartas coropléticas, cuja intensidade de 3

4 Tema 2- Expansão e democratização das novas tecnologias em Geografia Física: aplicações emergentes cores estão diretamente relacionadas à intensidade dos fenômenos mapeados (CUNHA et al, 2003). Uma etapa importante para o procedimento da análise morfométrica do relevo é a digitalização da carta topográfica da área de estudo no ambiente AutoCAD, visto que, com base nas informações nela contidas, serão elaboradas as cartas morfométricas, tais como declividade e dissecação horizontal. A escala de trabalho utilizada no laboratório de geomorfologia da UNESP Campus de Rio Claro, é de 1:50.000, e as pesquisas são de ordem municipal. Como a escala de trabalho é de pouco detalhe, exige-se certo cuidado com a rede de drenagem. Hubp (1988) apud Cunha (2003), aponta para a necessidade do enriquecimento da mesma em pesquisas que utilizam escalas de pouco detalhe. Além disso, Sanchez et al, (1993), também sugere, para a elaboração de cartas morfométricas em áreas costeiras e cristalinas, a utilização do enriquecimento da drenagem. Assim, o enriquecimento da drenagem em ambientes como a Serra do Mar e o Planalto Atlântico é feito embasado nas crenulações (concavidades) localizadas nas curvas de nível sequênciais, visto que denotam a presença de uma dinâmica tipicamente fluvial. Já em ambientes como a Planície Costeira, há a necessidade de enriquecimento por intermédio da interpretação de pares estereoscópicos de fotografias aéreas da área. Após a realização do enriquecimento da drenagem, são elaboradas as cartas clinográficas (ou de declividade) e de dissecação horizontal. CARTA CLINOGRÁFICA (ou de DECLIVIDADE) A carta clinográfica ou de declividade tem como objetivo quantificar a inclinação ou o declive do terreno. Esta apresenta resultados satisfatórios e necessários ao Planejamento Ambiental, haja vista a utilidade desses dados para o gerenciamento do uso e ocupação do solo, bem como diagnosticar possíveis áreas de ocorrência de processos denudacionais, tais como remobilização de formações superficiais ou de corpos rochosos. (CUNHA, 2001) Para a elaboração da carta clinográfica ou de declividade, utiliza-se a proposta de De Biasi (1970 e 1992) seguindo também as adaptações feitas por Sanchez (1993). Conforme De Biasi (1970) estas cartas são consideradas documentos básicos para o planejamento regional, visto que permitem uma melhor visualização das porcentagens de declives, realçando as áreas de declividades homogêneas. 4

5 VI Seminário Latino Americano de Geografia Física II Seminário Ibero Americano de Geografia Física Universidade de Coimbra, Maio de 2010 Através da análise da equidistância das curvas de nível e do espaçamento entre estas, é possível obter a declividade. Segundo De Biasi (1991), os dados de declividade, em porcentagem, podem ser obtidos através da seguinte fórmula (Figura 2): Figura 2: Fórmula para obtenção dos dados de declividade, segundo De Biasi (1991). Aplicando esta regra, são estabelecidas as classes de declividade, que, segundo De Biasi e Herz (1989 apud De Biasi, 1992 p. 47), deverão considerar o que já está estabelecido pela legislação brasileira para os diferentes usos e ocupação territorial. A partir desta sugestão, com base na escala de trabalho utilizada, calcula-se as classes de declividade, a distância horizontal entre as curvas de cada classe, bem como a cor que será atribuída de acordo com a rosa cromática. Após o estabelecimento das classes, é elaborado um ábaco que apresenta as distâncias entre as curvas de nível correspondentes a cada classe. Cabe ressaltar ainda que também foi adotada a proposta de Sanchez (1993, p. 312), a qual defende que, para áreas como fundo de vale e topos de vertentes envolvidos por uma mesma curva de nível, deve ser utilizado um ábaco complementar, calculado pela metade do valor da eqüidistância das curvas de nível. Desta forma, *...+ o resultado obtido representa uma aproximação mais objetiva e melhor sustentada *...+ (SANCHEZ, 1993, p. 312). Para a elaboração da carta de declividade, adotamos o ábaco digital circular proposto por Simon e Cunha (2009). Neste, cada círculo corresponde a uma classe de declividade cuidadosamente calculada, elaborada no ambiente Auto CAD. Ainda conforme o autor (op. cit.) a circunferência maior representa o limite dos menores declives e, inseridos dentro desta circunferência maior, a partir de seu centróide, estão os demais círculos correspondentes às declividades mais acentuadas. As classes de declividade utilizadas devem respeitar a média dos padrões morfométricos calculados previamente para a área de estudo, considerando a escala da carta. 5

6 Tema 2- Expansão e democratização das novas tecnologias em Geografia Física: aplicações emergentes Ainda conforme Simon e Cunha (2009), é importante levar em consideração a unidade de medida utilizada no processo de georreferenciamento da base cartográfica, pois, a partir da unidade de medida estabelecida serão convertidos os valores aplicados na estruturação do ábaco. Depois de inserido o ábaco movimentase facilmente a partir do centróide. A declividade deve obedecer o valor determinado pelo círculo que está abrangendo o intervalo entre as curvas de nível. Assim, o limite entre as classes de declive deve respeitar as bordas tangenciais destes limites. CARTA DE DISSECAÇÃO HORIZONTAL De acordo com Cunha (2001), a carta de dissecação horizontal possibilita a quantificação da distância entre a linha de cumeada e o talvegue, possibilitando a análise do nível de dissecação elaborada pela drenagem, contribuindo na avaliação da fragilidade do terreno à atuação dos processos morfogenéticos, visto que indica os setores onde interflúvios mais estreitos denotam maior suscetibilidade à atuação destes. (CUNHA, 2001) A elaboração da Carta de Dissecação Horizontal presente nesta pesquisa, baseou-se na proposta de Spiridonov (1981), bem como nas características morfoesculturais e morfoestruturais da área. Foram utilizados também os procedimentos semiautomáticos propostos por Zacharias (2001) para detectar as classes de dissecação, utilizando o programa AutoCAD Map. Segundo Spiridonov (1981), no processo de construção deste documento cartográfico deve-se compreender o relevo, representado nas cartas topográficas, como um triângulo retângulo no qual a linha de cumeada é possível de se obter através da interpretação dos setores de dispersão de água. Deste modo, é possível identificar a distancia entre o divisor de águas e o talvegue fluvial. (CUNHA 2001) Para tanto, utiliza-se a cópia da base topográfica utilizada para a elaboração da carta clinográfica, na mesma escala de pesquisa (1:50.000), com a mesma drenagem já enriquecida. A partir desta, conforme Cunha (2001), são delimitadas sub-bacias, partindo-se das maiores para as de menor extensão, estabelecendo a área drenada por cada curso fluvial. Após, identifica-se a máxima distância entre a linha de cumeada e o talvegue fluvial com o objetivo de estabelecer as variantes da distância. Feito isso, considera-se a recomendação de Spiridonov (1981), segundo a qual se deve dobrar os valores para criar intervalos de classe significativos. Conforme Zacharias (2001), o método semi-automático consiste na adoção de recursos automáticos disponíveis no sistema computacional AutoCAD Map. O primeiro 6

7 VI Seminário Latino Americano de Geografia Física II Seminário Ibero Americano de Geografia Física Universidade de Coimbra, Maio de 2010 procedimento é a criação de topologias que permitem determinar uma relação espacial e geográfica entre os objetos selecionados no caso desta pesquisa, relacionamos divisores de água e a drenagem. Deste modo, cria-se individualmente topologias para as entidades drenagem e divisores de águas. Além disso, cria-se uma topologia agrupada associando as duas topologias iniciais (drenagem+divisor de água = dividren). É por intermédio desta nova topologia (dividren) que se delimitam as zonas buffer, que permitem o estabelecimento das classes morfométricas de dissecação horizontal, pois identificam as distâncias entre os divisores e o canal fluvial, automaticamente. (ZACHARIAS, 2001) As técnicas utilizadas para a elaboração da carta de dissecação horizontal, proposta por Zacharias (2001), mostraram-se eficientes, à medida que possibilita agilidade, fácil quantificação dos dados e precisão. Contudo, durante a elaboração da carta foram detectadas restrições na utilização desta técnica nos trechos cuja confluência apresentava ângulos abertos, e também nos trechos sinuosos dos cursos fluviais. Desta forma, a fim de evitar distorções nas distâncias estabelecidas, fez-se uso do ábaco circular (com as distâncias previamente calculadas), mantendo o ângulo de 90º em algumas situações, e ainda assim, com a necessidade da utilização de acutângulos (ângulos inferiores à 90º) em outras, com o cuidado de manter sempre a distância real de cada classe. RESULTADOS O exemplo de análise morfométrica aqui apresentado refere-se à alta bacia do Rio Itanhaém, que se localiza no setor centro sul da baixada santista. A fisiografia da Alta Bacia é formada por três compartimentos geomorfológicos distintos, conforme já apresentado no item referente a área de estudo, estes compartimentos demonstraram diferenciados comportamentos mediante aos processos morfogenéticos. Constata-se, por intermédio da declividade (figura 3), que na área compreendida pela Serra do Mar predominam os processos denudacionais ou erosivos, com declives que variam de 20% a superiores que 30%. A variação de 20% à 30% de declives ocorre geralmente em trechos que possuem uma dinâmica fluvial intensa (áreas de fundo de vale). Constata-se na escarpa o predomínio dos declives de 30% ocorrendo classes inferiores à esta nos setores de grande convexidade de vertentes as quais, normalmente, estão vinculadas a intensos processos intempéricos. 7

8 Tema 2- Expansão e democratização das novas tecnologias em Geografia Física: aplicações emergentes Figura 3: Demonstração de comportamentos distintos dos diferentes compartimentos geomórficos, referente à Declividade: 1. Planalto Atlântico; 2. Serra do Mar; 3. Planície Costeira. Por intermédio da análise da dissecação horizontal (figura 4), contata-se na Serra do Mar o predomínio das distâncias da linha de cumeada ao talvegue de 100 metros à 400 metros, o que nos remete a uma área mediamente trabalhada pela erosão fluvial. Contudo, devido à alta declividade, o potencial erosivo deve ser considerado, visto que os processos denudacionais são os mais ativos nesta área, remetendo-nos à lógica de uma área potencialmente frágil. 8

9 VI Seminário Latino Americano de Geografia Física II Seminário Ibero Americano de Geografia Física Universidade de Coimbra, Maio de 2010 Figura 4: Demonstração de comportamentos distintos dos diferentes compartimentos geomórficos mediante o nível de dissecação horizontal: 1. Planalto Atlântico; 2. Serra do Mar; 3. Planície Costeira. No Planalto Atlântico, foram detectadas classes de declividade que vão de 2% à 30% de declive, com predomínio dos valores de declive que vão de 12% à 20%. Além disso, notou-se trechos com dissecação horizontal de 50 à 200 metros, o que denota um ambiente fortemente trabalhado pela ação fluvial. Na Planície Costeira, detecta-se o predomínio dos valores de declive que vão de 2% à 5%. No que tange à dissecação horizontal, observa-se o predomínio da distância da linha de cumeada ao talvegue de 200 à 800 metros. Embora os valores tanto de dissecação horizontal quanto de declividade, possam indicar uma área teoricamente pouco susceptível, esta corresponde a terreno formado pela dinâmica fluvial e 9

10 Tema 2- Expansão e democratização das novas tecnologias em Geografia Física: aplicações emergentes litorânea, com material arenoso e inconsolidado, advindo da ação dos rios e do oceano. Os processos agradacionais são os mais ativos nessa área, sendo altamente sensível à remobilização destes sedimentos, estando também sujeito à inundações periódicas. Trata-se, portanto, de um ambiente frágil, altamente susceptível. CONSIDERAÇÕES FINAIS Em virtude do seu complexo contexto morfogenético, a região metropolitana da Baixada Santista apresenta uma frágil relação sistêmica. Além de apresentar-se na interface entre o continente e o oceano, encontra-se cada vez mais propensa às atuações antrópicas sobre sua morfoescultura, catalisando os processos que naturalmente ocorreriam nestes ambientes. A necessidade atual de um gerenciamento adequado desses espaços encontra na cartográfica morfométrica um grande respaldo, visto que esta apresenta índices que avaliam a morfometria do relevo, demonstrando suas características morfogenéticas, além de apresentar áreas potencialmente susceptíveis às ações antrópicas. As técnicas apresentadas neste artigo têm sido utilizadas no Laboratório de Geomorfologia (LAGEO) na UNESP (Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho ) Campus de Rio Claro, apresentando-se satisfatórias, visto que propiciam obter um conjunto de dados detalhados dos aspectos geométricos do relevo da área estudada, bem como a identificação das áreas potencialmente susceptíveis a ação morfogenética. Assim, os documentos derivados da análise morfométrica mostram-se eficazes e necessários para o planejamento ambiental da área de estudo. 10

11 VI Seminário Latino Americano de Geografia Física II Seminário Ibero Americano de Geografia Física Universidade de Coimbra, Maio de 2010 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALMEIDA, F. F. M. & CARNEIRO, C. 1998, Origem e Evolução da Serra do Mar, Revista Brasileira de Geociências, v. 28, no. 2, pp AB SABER, A. N. 1965, A Evolução Geomorfológica. in A Baixada Santista: Aspectos Geográficos. As Bases Fisica, v. I, Editora Edusp, São Paulo. CUNHA, C. M. L.; MENDES, I. A. & SANCHEZ, M. C. 2003, Técnicas de Elaboração, Possibilidades e Restrições de Cartas Morfométricas na Gestão Ambiental, Geografia, v. 28, no. 3, pp , Rio Claro. CUNHA, C. M. L. 2001, A Cartografia do Relevo no Contexto da Gestão Ambiental, Tese (Doutorado em Geografia), Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista, Rio Claro. DE BIASI, M. 1970, Cartas de Declividade: Confecção e Utilização, Geomorfologia, no. 21. pp São Paulo. DE BIASI, M. 1992, A Carta Clinográfica: Os Métodos de Representação e sua Confecção, Revista do Departamento de Geografia, no. 6, pp São Paulo. INSTITUTO DE PESQUISA TECNOLOGICA DO ESTADO DE SÃO PAULO (IPT). 1981, Mapa Geomorfológico do Estado de São Paulo, IPT, pp. 94, V. I, São Paulo. OLIVEIRA, R. C. 2003, Zoneamento Ambiental Como Subsídio para o Planejamento de Uso e Ocupação do Solo do Município de Corumbataí SP, Tese de Doutorado em Geografia, Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista, Rio Claro. SANCHEZ, M. C. et al. 1993, Sugestões Para a Elaboração de Cartas Morfométricas em Áreas Costeiras e Cristalinas, Simpósio de Geografia Aplicada, no. 5, Anais..., pp , FFLCH, São Paulo. SANCHEZ, M. C. 1993, A Propósito das Cartas de Declividade. Simpósio de Geografia Aplicada, no 5, Anais..., pp , FFLCH, São Paulo. 11

12 Tema 2- Expansão e democratização das novas tecnologias em Geografia Física: aplicações emergentes SATO, S. E. 2008, Zoneamento Geoambiental do município de Mongaguá Baixada Santista (SP), Dissertação (Mestrado em Geografia), Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista, Rio Claro. SIMON, A. L. H. & CUNHA, C. M. L. 2009, Elaboração do Ábaco Digital Para a Identificação de Classes de Declividade: Aplicações na Baixa Bacia do Rio Piracicaba- SP, Simpósio Brasileiro de Geografia Física Aplicada, XIII, Anais..., v. 1, pp. 1-10, Viçosa. SPIRIDONOV, A. I. 1981, Principios de La Metodologia de lãs Investigaciones de Campo y El Mapeo Geomorfológico. v.3, Universidad de La Havana, Faculdad de Geografia, Havana. SOUZA, T. A. & CUNHA, C. M. L. 2009, A Importância do Enriquecimento da Drenagem para a Análise Morfométrica em Áreas de Planície Litorânea o caso do municipio de Praia Grande (SP). IX Seminário de Pós-Graduação em Geografia da UNESP Rio Claro [Online]. Avaiable at: SUGUIO, K. 2001, Geologia do Quaternário e Mudanças Ambientais: passado + presente = futuro?, Editora Paulo s Comunicações e Artes Gráficas, São Paulo. ZACHARIAS, A. A. 2001, Metodologias Convencionais e Digitais Para a Elaboração de Cartas Morfométricas do Relevo. Dissertação (Mestrado em Geografia). Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista. Rio Claro. 12